Luận văn thạc sĩ về đánh giá hạn hán và chính sách công tại An Giang

Luận văn thạc sĩ chính sách công đánh giá tình trạng hạn hán tại tỉnh An Giang, phân tích nguyên nhân và đề xuất giải pháp hiệu quả.

• Tác giả: Lê Trung Thành
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Thị Vân
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Chính sách công
• Đề tài: Đánh giá hạn hán trên địa bàn tỉnh An Giang
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIẢ
• MỤC LỤC
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ HẠN HÁN
• 1.1.1. Hạn hán và phân loại
• 1.1.2. Nguyên nhân gây ra hạn hán
• 1.1.3. Các yếu tố tác động lên hạn hán
• 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VIỄN THÁM GIÁM SÁT HẠN HÁN
• 1.2.1. Nghiên cứu trên thế giới
• 1.2.2. Nghiên cứu ở Việt Nam
• 1.3. THỰC TRẠNG HẠN HÁN
• 1.3.1. Tình hình hạn hán ở Việt Nam
• 1.3.2. Thực trạng hạn hán ở vùng ĐBSCL
• 1.4. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.4.1. Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên
• 1.4.2. Đặc điểm kinh tế, xã hội
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ VIỄN THÁM
• 2.1.1. Nguyên lý viễn thám
• 2.1.2. Thông tin đối tượng mặt đất của dữ liệu ảnh viễn thám
• 2.1.3. Viễn thám hồng ngoại nhiệt
• 2.1.4. Hệ thống dữ liệu ảnh vệ tinh MODIS sử dụng trong nghiên cứu
• 2.2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN TỪ TƯ LIỆU VIỄN THÁM
• 2.2.1. Cơ sở tính toán nhiệt độ bề mặt từ ảnh MODIS
• 2.2.2. Cơ sở tính toán chỉ số khô hạn TVDI
• 2.3. CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ THỐNG KÊ
• 2.4. DỮ LIỆU SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU
• 2.4.1. Dữ liệu MOD09A1 – Chỉ số thực vật khác biệt chuẩn hóa NDVI
• 2.4.2. Dữ liệu MOD11A2 – Nhiệt độ bề mặt LST
• 2.4.3. Các dữ liệu khác
• 2.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.5.1. Phương pháp tổng quan và thu thập dữ liệu
• 2.5.2. Phương pháp thống kê
• 2.5.3. Phương pháp viễn thám
• 2.5.4. Công cụ xử lý dữ liệu
• 2.6. QUY TRÌNH THỰC HIỆN NGHIÊN CỨU
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ THÀNH PHẦN
• 3.1.1. Nhiệt độ bề mặt LST từ dữ liệu MOD11A2
• 3.1.2. Chỉ số thực vật khác biệt chuẩn hóa NDVI từ dữ liệu MOD9A1
• 3.1.3. Chỉ số khô hạn nhiệt độ - thực vật TVDI
• 3.2. THÀNH LẬP BẢN ĐỒ PHÂN BỐ KHÔ HẠN THEO TVDI
• 3.2.1. Chỉ tiêu phân vùng khô hạn
• 3.2.2. Bản đồ phân bố không gian mức độ khô hạn
• 3.2.3. Thống kê mức độ khô hạn theo đơn vị hành chính cấp huyện
• 3.2.4. Kiểm chứng độ chính xác
• 3.3. NGUYÊN NHÂN GÂY KHÔ HẠN
• 3.4. ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ GIẢM NHẸ TÁC ĐỘNG TỪ HẠN HÁN
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về hạn hán và tác động của hạn hán

Hạn hán là một hiện tượng thiên tai phổ biến, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến nông nghiệp, tài nguyên nước, và sự phát triển kinh tế. Tại An Giang, một tỉnh thuộc vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), hạn hán đã trở thành một thách thức lớn do biến đổi khí hậu và nóng lên toàn cầu. Tác động của hạn hán bao gồm giảm năng suất cây trồng, xâm nhập mặn, và suy thoái đất. Nghiên cứu sử dụng dữ liệu viễn thám MODIS để đánh giá mức độ khô hạn, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý nước và phát triển bền vững.

1.1. Nguyên nhân và phân loại hạn hán

Hạn hán được phân loại thành hạn khí tượng, hạn nông nghiệp, và hạn thủy văn. Nguyên nhân chính bao gồm biến đổi khí hậu, lượng mưa thấp, và nhiệt độ tăng cao. Tại An Giang, hiện tượng El Niño đã làm trầm trọng thêm tình trạng hạn hán, đặc biệt trong mùa khô năm 2024. Việc sử dụng viễn thám giúp theo dõi và đánh giá các chỉ số như NDVI và LST, từ đó xác định mức độ khô hạn một cách chính xác.

1.2. Tác động của hạn hán đến nông nghiệp và cộng đồng

Hạn hán tại An Giang đã gây thiệt hại lớn cho nông nghiệp, đặc biệt là các vùng trồng lúa. Thiếu nước tưới và xâm nhập mặn làm giảm năng suất cây trồng, ảnh hưởng đến đời sống của cộng đồng địa phương. Nghiên cứu chỉ ra rằng hơn 50% diện tích tỉnh bị ảnh hưởng bởi hạn nhẹ vào đầu mùa khô, và mức độ này tăng lên hạn nặng vào giữa tháng 4. Điều này đòi hỏi các chính sách công hiệu quả để giảm thiểu tác động.

II. Phương pháp nghiên cứu và ứng dụng viễn thám

Nghiên cứu sử dụng viễn thám để đánh giá hạn hán tại An Giang thông qua dữ liệu MODIS. Các chỉ số NDVI và LST được tính toán để xác định chỉ số khô hạn TVDI. Phương pháp này cho phép theo dõi diễn biến hạn hán theo không gian và thời gian, hỗ trợ công tác quản lý nước và quy hoạch môi trường. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng các chính sách môi trường và giải pháp ứng phó hiệu quả.

2.1. Xử lý dữ liệu viễn thám MODIS

Dữ liệu MODIS được sử dụng để tính toán nhiệt độ bề mặt LST và chỉ số thực vật NDVI. Các bản đồ phân vùng khô hạn được lập dựa trên chỉ số TVDI, giúp xác định mức độ khô hạn tại các thời điểm khác nhau trong mùa khô năm 2024. Kết quả cho thấy huyện Tịnh Biên là khu vực bị ảnh hưởng nặng nề nhất, với 70% diện tích bị hạn nặng vào giữa tháng 4.

2.2. Đánh giá và kiểm chứng kết quả

Kết quả nghiên cứu được kiểm chứng thông qua so sánh với dữ liệu thực tế và các nghiên cứu liên quan. Phương pháp viễn thám được đánh giá là hiệu quả trong việc theo dõi và đánh giá hạn hán, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Nghiên cứu cũng đề xuất các giải pháp ứng phó như cải thiện hệ thống thủy lợi và nâng cao nhận thức cộng đồng.

III. Giải pháp và chính sách ứng phó hạn hán

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp ứng phó và chính sách công để giảm thiểu tác động của hạn hán tại An Giang. Các giải pháp bao gồm cải thiện hệ thống quản lý nước, phát triển nông nghiệp bền vững, và nâng cao nhận thức cộng đồng. Các chính sách môi trường cần được xây dựng dựa trên kết quả nghiên cứu, nhằm đảm bảo phát triển bền vững và bảo vệ tài nguyên nước.

3.1. Cải thiện hệ thống quản lý nước

Một trong những giải pháp quan trọng là cải thiện hệ thống quản lý nước, bao gồm xây dựng các hồ chứa và kênh dẫn nước. Điều này giúp đảm bảo nguồn nước cho nông nghiệp và sinh hoạt, đặc biệt trong mùa khô. Nghiên cứu cũng đề xuất sử dụng công nghệ viễn thám để theo dõi và quản lý nguồn nước một cách hiệu quả.

3.2. Phát triển nông nghiệp bền vững

Phát triển nông nghiệp bền vững là giải pháp then chốt để giảm thiểu tác động của hạn hán. Các biện pháp bao gồm chuyển đổi cơ cấu cây trồng, sử dụng giống chịu hạn, và áp dụng kỹ thuật tưới tiêu tiên tiến. Nghiên cứu nhấn mạnh vai trò của chính sách công trong việc hỗ trợ nông dân và thúc đẩy phát triển bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hạn hán là một trong những thiên tai phổ biến và gây thiệt hại nghiêm trọng đến phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt tại các vùng nông nghiệp trọng điểm như tỉnh An Giang, vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL). Theo thống kê của Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia, trong 50 năm qua, Việt Nam có đến 38 năm xảy ra hạn hán, chiếm 76% tổng thời gian, với mức độ ngày càng nghiêm trọng do biến đổi khí hậu và hiện tượng El Nino. Năm 2024, hạn hán tại An Giang diễn ra nghiêm trọng, với hơn 50% diện tích tỉnh bị hạn nhẹ vào đầu mùa khô, tăng lên mức hạn vừa và nặng chiếm gần 70% diện tích vào giữa tháng 4. Huyện Tịnh Biên là khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề nhất, với 70% diện tích bị hạn nặng.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá mức độ khô hạn trên địa bàn tỉnh An Giang trong mùa khô năm 2024 dựa trên kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám MODIS, từ đó đề xuất các biện pháp phòng chống và giảm nhẹ tác động hạn hán đến sản xuất nông nghiệp và đời sống người dân. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào 11 đơn vị hành chính của tỉnh An Giang, khảo sát trong các tháng mùa khô từ tháng 1 đến tháng 4 năm 2024. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp dữ liệu khoa học hỗ trợ công tác quản lý tài nguyên nước, quy hoạch nông nghiệp và ứng phó với biến đổi khí hậu tại địa phương.

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 viễn thám: Viễn thám là khoa học thu nhận và phân tích thông tin về bề mặt trái đất mà không cần tiếp xúc trực tiếp, sử dụng bức xạ điện từ phản xạ và phát xạ từ các vật thể. Ảnh vệ tinh MODIS cung cấp dữ liệu đa phổ với độ phân giải không gian từ 500 m đến 1 km, phù hợp cho nghiên cứu vùng rộng như An Giang.

• Chỉ số thực vật khác biệt chuẩn hóa (NDVI): NDVI phản ánh mật độ và sức khỏe thảm thực vật, có tương quan thuận với độ ẩm đất và ngược chiều với nhiệt độ bề mặt.

• Nhiệt độ bề mặt đất (LST): LST đo nhiệt độ phát xạ từ bề mặt, phản ánh trạng thái nhiệt và độ ẩm của đất và thực vật.

• Chỉ số khô hạn nhiệt độ - thực vật (TVDI): TVDI được tính dựa trên mối quan hệ nghịch đảo giữa NDVI và LST, dùng để đánh giá mức độ khô hạn theo không gian và thời gian. TVDI xác định các giới hạn "ướt" và "khô" trong mối quan hệ này, giúp phân loại mức độ hạn hán từ nhẹ đến nặng.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Sử dụng ảnh vệ tinh MODIS gồm MOD09A1 (ảnh tổ hợp 8 ngày, độ phân giải 500 m) để tính NDVI và MOD11A2 (ảnh tổ hợp 8 ngày, độ phân giải 1 km) để tính LST. Dữ liệu thu thập trong giai đoạn mùa khô năm 2024 (tháng 1 đến tháng 4).

• Phương pháp phân tích:

  • Tính toán NDVI và LST từ ảnh MODIS sau khi hiệu chỉnh khí quyển và phát xạ.
  • Xác định các tham số thành phần để xây dựng chỉ số TVDI theo mô hình của Sandholt và cộng sự (2002).
  • Lập bản đồ phân vùng mức độ khô hạn theo TVDI cho từng tháng mùa khô.
  • Thống kê diện tích và tỷ lệ các mức độ hạn hán theo đơn vị hành chính cấp huyện.
  • Kiểm chứng độ chính xác bằng so sánh với số liệu thực địa và các báo cáo khí tượng thủy văn.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Dữ liệu ảnh vệ tinh bao phủ toàn bộ diện tích tỉnh An Giang, không giới hạn mẫu điểm, đảm bảo tính đại diện và liên tục theo thời gian.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu thực hiện từ tháng 1 đến tháng 6 năm 2024, trong đó thu thập và xử lý dữ liệu ảnh MODIS cho các tháng mùa khô, phân tích và lập bản đồ, cuối cùng đề xuất giải pháp ứng phó.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Diễn biến hạn hán theo thời gian: Vào đầu mùa khô năm 2024, hơn 50% diện tích tỉnh An Giang bị hạn nhẹ. Đến cuối tháng 3, hạn nhẹ chuyển thành hạn vừa và hạn nặng. Tháng 4 là thời điểm hạn hán nghiêm trọng nhất, với hơn 40% diện tích bị hạn vừa và gần 30% diện tích bị hạn nặng.

2. Phân bố không gian hạn hán: Huyện Tịnh Biên chịu ảnh hưởng nặng nề nhất, với 70% diện tích bị hạn nặng vào giữa tháng 4. Các huyện khác như An Phú, Châu Phú, Châu Thành cũng có tỷ lệ diện tích bị hạn vừa và nặng chiếm từ 30-50%.

3. Mối quan hệ giữa NDVI và LST: Kết quả phân tích cho thấy mối tương quan nghịch đảo rõ rệt giữa NDVI và LST trong vùng nghiên cứu, phù hợp với mô hình TVDI. Các khu vực có NDVI thấp và LST cao tương ứng với vùng hạn hán nghiêm trọng.

4. Độ chính xác và kiểm chứng: So sánh dữ liệu TVDI với số liệu khí tượng và thực địa cho thấy độ chính xác trên 85%, khẳng định tính khả thi của phương pháp viễn thám trong đánh giá hạn hán.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân hạn hán nghiêm trọng tại An Giang năm 2024 được giải thích bởi sự kết hợp của hiện tượng El Nino làm giảm lượng mưa, kéo dài mùa khô và tăng nhiệt độ bề mặt. Ngoài ra, tác động của các đập thủy điện thượng nguồn sông Mekong làm giảm dòng chảy mùa khô, làm trầm trọng thêm tình trạng thiếu nước. Kết quả nghiên cứu phù hợp với các nghiên cứu trước đây về hạn hán tại ĐBSCL và các vùng nông nghiệp khác, đồng thời khẳng định hiệu quả của chỉ số TVDI trong giám sát hạn hán theo không gian và thời gian.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ thể hiện tỷ lệ diện tích các mức độ hạn hán theo tháng, bản đồ phân bố không gian TVDI, và biểu đồ tương quan NDVI-LST. Các kết quả này cung cấp cơ sở khoa học cho việc cảnh báo sớm và hoạch định chính sách ứng phó hạn hán.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường giám sát viễn thám liên tục: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh An Giang cần thiết lập hệ thống giám sát hạn hán dựa trên dữ liệu viễn thám MODIS và các chỉ số như TVDI để cập nhật diễn biến hạn hán theo thời gian thực, nhằm nâng cao khả năng cảnh báo sớm.

2. Xây dựng kế hoạch quản lý nguồn nước linh hoạt: Các cơ quan quản lý cần phối hợp vận hành các hồ chứa thủy lợi, thủy điện linh hoạt theo diễn biến hạn hán để tối ưu nguồn nước tưới tiêu, giảm thiểu thiệt hại cho sản xuất nông nghiệp trong mùa khô.

3. Đổi mới cơ cấu cây trồng và kỹ thuật canh tác: Khuyến khích nông dân chuyển đổi sang các loại cây trồng chịu hạn tốt hơn, áp dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm nước, và giảm diện tích trồng lúa vào mùa khô nhằm thích ứng với điều kiện khô hạn kéo dài.

4. Nâng cao nhận thức cộng đồng và đào tạo kỹ thuật: Tổ chức các chương trình tuyên truyền, đào tạo về biến đổi khí hậu, tác động hạn hán và các biện pháp phòng chống cho người dân và cán bộ địa phương, nhằm tăng cường khả năng ứng phó và giảm thiểu rủi ro.

Các giải pháp trên nên được triển khai trong vòng 1-3 năm tới, với sự phối hợp của các sở ngành, chính quyền địa phương và cộng đồng dân cư để đảm bảo hiệu quả và bền vững.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên nước và môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách quản lý nguồn nước, quy hoạch phát triển nông nghiệp và phòng chống thiên tai.

2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành chính sách công, môi trường và nông nghiệp: Tham khảo phương pháp ứng dụng viễn thám và chỉ số TVDI trong đánh giá hạn hán, phục vụ nghiên cứu và giảng dạy.

3. Nông dân và tổ chức hợp tác xã nông nghiệp: Áp dụng các khuyến nghị về cơ cấu cây trồng và kỹ thuật canh tác thích ứng với hạn hán, nâng cao hiệu quả sản xuất.

4. Các tổ chức phi chính phủ và cơ quan hỗ trợ phát triển: Dựa trên dữ liệu và phân tích để thiết kế các chương trình hỗ trợ cộng đồng, giảm thiểu tác động hạn hán và thích ứng với biến đổi khí hậu.

Câu hỏi thường gặp

1. Chỉ số TVDI là gì và tại sao được sử dụng trong nghiên cứu hạn hán?
   TVDI là chỉ số khô hạn nhiệt độ - thực vật, dựa trên mối quan hệ nghịch đảo giữa NDVI và LST. Nó phản ánh mức độ khô hạn của đất và thực vật, được sử dụng rộng rãi vì khả năng đánh giá không gian và thời gian chính xác, phù hợp với dữ liệu viễn thám.

2. Ảnh MODIS có ưu điểm gì trong giám sát hạn hán?
   Ảnh MODIS có độ phân giải không gian từ 250 m đến 1 km, độ phủ rộng và tần suất thu thập dữ liệu cao (hàng ngày đến hàng tháng), miễn phí và dễ tiếp cận, giúp theo dõi diễn biến hạn hán liên tục trên diện rộng.

3. Tại sao hạn hán ở An Giang năm 2024 lại nghiêm trọng?
   Nguyên nhân chính là do hiện tượng El Nino làm giảm lượng mưa, kéo dài mùa khô và tăng nhiệt độ bề mặt. Thêm vào đó, các đập thủy điện thượng nguồn sông Mekong làm giảm dòng chảy mùa khô, làm trầm trọng thêm tình trạng thiếu nước.

4. Phương pháp kiểm chứng độ chính xác của TVDI như thế nào?
   Độ chính xác được kiểm chứng bằng so sánh kết quả TVDI với số liệu khí tượng thực địa, độ ẩm đất và các báo cáo hạn hán từ các cơ quan chuyên môn, cho thấy độ chính xác trên 85%.

5. Các biện pháp phòng chống hạn hán hiệu quả nhất hiện nay là gì?
   Bao gồm giám sát viễn thám liên tục, quản lý nguồn nước linh hoạt, đổi mới cơ cấu cây trồng và kỹ thuật canh tác, cùng với nâng cao nhận thức cộng đồng về biến đổi khí hậu và hạn hán.

Kết luận

• Hạn hán mùa khô năm 2024 tại tỉnh An Giang diễn ra nghiêm trọng, với gần 70% diện tích bị hạn vừa và nặng vào giữa tháng 4.
• Ứng dụng viễn thám MODIS và chỉ số TVDI là phương pháp hiệu quả để đánh giá mức độ và phân bố hạn hán theo không gian và thời gian.
• Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quản lý tài nguyên nước, quy hoạch nông nghiệp và phòng chống thiên tai tại địa phương.
• Đề xuất các giải pháp giám sát, quản lý nguồn nước, đổi mới cơ cấu cây trồng và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm giảm thiểu tác động hạn hán.
• Khuyến nghị triển khai các biện pháp trong vòng 1-3 năm tới, đồng thời tiếp tục nghiên cứu mở rộng phạm vi và ứng dụng công nghệ viễn thám trong giám sát thiên tai.

Hành động ngay hôm nay để ứng phó hiệu quả với hạn hán, bảo vệ sản xuất nông nghiệp và đời sống người dân tỉnh An Giang trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng phức tạp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. TỔNG QUAN VỀ HẠN HÁN 1. Hạn hán và phân loại 1. Khái niệm về hạn Hạn là một hiện tượng bình thường, mang tính quy luật.

Hạn xuất hiện hầu như ở tất cả các vùng khí hậu với các đặc trưng rất khác nhau từ vùng này đến vùng khác (Nguyễn và cộng sự, 2007). Từ những năm 1980 đã có hơn 150 khái niệm khác nhau về hạn. Một số khái niệm khác về hạn: - “Hạn hán là kết quả của sự thiếu hụt lượng mưa tự nhiên trong một thời kỳ dài, thường là một mùa hoặc lâu hơn” (Wilhite, 2000). - “Hạn là một thời kỳ thời tiết khô dị thường đủ dài do thiếu mưa và gây nên sự mất cân bằng nghiêm trọng về nước; hoặc là sự thiếu mưa trong một thời kỳ dài gây nên sự thiếu nước cho nhiều hoạt động của các nhóm ngành và nhóm môi trường” (Trần và cộng sự, 2008) Nhưng nhìn chung hạn hán là tình trạng thiếu hụt mưa trong một thời gian tương đối dài.

Tuy nhiên, hạn hán khác với khô cằn. Hạn là một dị thường tạm thời, khác với sự khô cằn ở vùng ít mưa và là đặc tính thường xuyên của khí hậu (Nguyễn và cộng sự, 2007). Hạn hán được nhìn nhận là một trong những hiện tượng môi trường có tính phá hoại nghiêm trọng, gây ra sự sụt giảm sản lượng nông nghiệp và tăng đáng kể khả năng cháy rừng. Thông thường, hạn hán thường xảy ra trên diện rộng, nên việc quan trắc bằng các phương pháp truyền thống rất khó khăn, đặc biệt ở những nước đang phát triển, với nhiều hạn chế trong việc đầu tư cho hệ thống quan trắc các tham số môi trường.

Hạn hán khác với các loại thiên tai khác (như lũ lụt, áp thấp nhiệt đới và động đất) ở chỗ: - Các tác động thường tích tụ dần qua một khoảng thời gian tương đối dài. 5 - Thời điểm bắt đầu cũng như kết thúc thường khó nhận biết. - Chưa có một khái niệm chính xác nào về hạn hán được đưa ra và chính thức được thừa nhận. - Tác động thường vô hình và trên một phạm vi rộng lớn.

Hạn hán khác với các thảm họa tự nhiên khác theo các khía cạnh quan trọng sau (Wilhite, 2000) - Không tồn tại một định nghĩa chung về hạn hán. - Hạn hán có sự khởi đầu chậm, là hiện tượng từ từ, dẫn đến khó có thể xác định được sự bắt đầu và kết thúc một sự kiện hạn. - Thời gian hạn dao động từ vài tháng đến vài năm, vùng trung tâm và vùng xung quanh bị ảnh hưởng bởi hạn hán có thể thay đổi theo thời gian. Phân loại hạn hán Hạn hán được phân ra thành 4 loại: - Hạn khí tượng (Meteorological Drought): là kiểu hạn khi “Thiếu hụt lượng mưa trong cán cân lượng mưa - bốc hơi” (Lê, 2012).

Trong đó lượng mưa đặc trưng cho phần thu, lượng bốc hơi đặc trưng cho phần chi. Lượng bốc hơi càng cao càng góp phần làm hạn gia tăng. - Hạn nông nghiệp (Agricultural Drought): là kiểu hạn khi thiếu hụt nước mưa dẫn tới mất cân bằng giữa lượng nước thực tế và nhu cầu nước của cây trồng. Theo Ngô (2011), hạn nông nghiệp thường xảy ra ở nơi độ ẩm đất không đáp ứng đủ nhu cầu của một cây trồng cụ thể ở thời gian nhất định và cũng ảnh hưởng đến vật nuôi và các hoạt động nông nghiệp khác.

Mối quan hệ giữa lượng mưa và lượng mưa thấm vào đất thường không được chỉ rõ. Sự thẩm thấu lượng mưa vào trong đất sẽ phụ thuộc vào các điều kiện ẩm trước đó, độ dốc của đất, loại đất, cường độ của sự kiện mưa. Các đặc tính của đất cũng biến đổi. Ví dụ, một số loại đất có khả năng giữ nước tốt hơn, nên nó giữ cho các loại đất đó ít bị hạn hơn.

- Hạn thủy văn (Hydrological Drought): Hạn thủy văn là kiểu hạn khi liên quan đến sự thiếu hụt nước mặt và các nguồn nước mặt phụ. Nó được lượng hóa bằng dòng chảy, tuyết, mực nước hồ, hồ chứa và nước ngầm. Thường có sự trễ thời 6 gian giữa sự thiếu hụt mưa, tuyết, hoặc ít nước trong dòng chảy, hồ, hồ chứa, làm cho các giá trị đo đạc của thủy văn không phải là chỉ số hạn sớm nhất (Ngô 2011). - Hạn kinh tế - xã hội: là kiểu hạn phản ánh mối quan hệ giữa sự cung cấp và nhu cầu hàng hóa kinh tế (ví dụ như cung cấp nước, thủy điện), nó phụ thuộc vào lượng mưa.

Sự cung cấp đó biến đổi hàng năm như là một hàm của lượng mưa và nước. Nhu cầu nước cũng dao động và thường có xu thế dương do sự tăng dân số, sự phát triển của đất nước và các nhân tố khác nữa (Ngô, 2011) Hình 1. Các loại hạn hán và tác động của nó (Nguồn: National Drought Mitigation Centre, 2012) 1. Nguyên nhân gây ra hạn hán Có rất nhiều nguyên nhân gây hạn hán, có thể chia thành hai nguyên nhân chính sau: - Khách quan: Do các yếu tố tự nhiên như khí hậu (lượng mưa, lượng bốc hơi…) thất thường, nguồn nước (nước mặt, nước ngầm) cạn kiệt, địa hình và thổ nhưỡng không thuận lợi… gây ra sự thiếu hụt nước, không đáp ứng được nhu cầu của con người trong các hoạt động sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp, kinh tế - xã hội và môi trường.

7 - Chủ quan: “Mặc dù hạn hán là một hiện tượng tự nhiên nhưng nó cũng bị tác động bởi các hoạt động của con người” (Trần và cộng sự, 2008). Con người đã gây ra hạn hán góp phần làm cho hán hán thêm nghiêm trọng là vì: ✓ Tình trạng phá rừng bừa bãi làm mất nguồn nước ngầm dẫn đến cạn kiệt nguồn nước. ✓ Việc trồng cây không phù hợp, vùng ít nước cũng trồng cây cần nhiều nước (như lúa) làm cho việc sử dụng nước quá nhiều, dẫn đến việc cạn kiệt nguồn nước. ✓ Công tác quy hoạch sử dụng nước, bố trí công trình không phù hợp, làm cho nhiều công trình không phát huy được tác dụng.

Vùng cần nhiều nước lại bố trí công trình nhỏ, còn vùng thiếu nước (sử dụng nguồn nước tự nhiên là chủ yếu) lại bố trí công trình lớn. ✓ Nhận thức của người về sử dụng bền vững tài nguyên hạn chế. ✓ Các hệ thống chính sách còn thiều đồng bộ. Các yếu tố tác động lên hạn hán (1) Yếu tố khí tượng Có rất nhiều yếu tố khí tượng tác động lên hạn hán.

Trong đó, hai yếu tố quan trọng nhất là lượng mưa và lượng bốc hơi. Lượng mưa: Lượng mưa đóng vai trò quan trọng trong việc sử dụng nguồn nước phục vụ sản xuất và sinh hoạt. Sự biến đổi lượng mưa trong tương lai, đặc biệt là mưa bất thường vào mùa mưa và giảm lượng mưa trong mùa khô ảnh hưởng đến các mục đích sử dụng nguồn nước trên địa bàn. Đồng thời, lượng mưa cũng là nguồn cung cấp bổ sung cho nguồn nước dưới đất.

Cùng với nhiệt độ, lượng mưa thấp có thể gây ra hạn hán trên diện rộng. Lượng bốc hơi: bao gồm các yếu tố thành phần như: - Độ ẩm tương đối: Là tỷ số phần trăm lượng hơi nước chứa trong không khí và giới hạn tối đa của hơi nước chứa trong không khí ở cùng nhiệt độ. Nó biểu hiện tính chất ẩm của không khí trong sự tương quan với nhiệt độ. Độ ẩm càng nhỏ, bốc hơi diễn ra càng mạnh mẽ.

8 - Nhiệt độ: Gia tăng nhiệt độ không khí làm quá trình bốc hơi bề mặt tăng nhanh hơn. Nguồn nước bề mặt tại các sông, kênh rạch và bề mặt đất bị bốc hơi nhanh, ảnh hưởng đến sự suy giảm nguồn nước mặt và ngay cả nước dưới đất. Nhiệt độ trong không khí tăng kết hợp độ ẩm tương đối thấp, có tác động đến lượng nước có sẵn để bổ sung nguồn cung cấp nước ngầm. Nhiệt độ không khí tăng kết hợp với lượng bốc hơi và nhu cầu thủy lợi cũng tăng sẽ dẫn đến sự suy giảm nguồn nước ngầm.

- Gió và sự chuyển động đối lưu của không khí: Những nơi có gió và chuyển động đối lưu mạnh mẽ thì sẽ có lượng bốc hơi và thoát hơi nước cao hơn. Điều này có mối quan hệ với độ ẩm tương đối, vì nếu không có gió, không khí môi trường xung quanh không lưu thông, làm cho độ ẩm gia tăng, không tạo điều kiện thuận lợi cho sự bốc hơi và ngược lại. Ngoài ra, một số yếu tố khác cũng làm ảnh hưởng đến sự bốc hơi như: độ ẩm của đất, kiểu của thảm thực vật.; thực vật ở những vùng khô cằn như cây xương rồng và những loại cây giữ nước, sự thoát hơi nước của chúng ít hơn những cây ở những vùng khác. Ở những nơi có mật độ thảm thực vật mà cao thì có nghĩa là tỷ lệ thoát hơi nước của thực vật cũng giảm theo.

(2) Nguồn nước Nước mặt: Nước mặt được bổ sung một cách tự nhiên bởi giáng thủy và chúng mất đi khi chảy vào đại dương, bốc hơi và thấm xuống đất. Lượng giáng thủy này được thu hồi bởi các lưu vực, tổng lượng nước trong hệ thống này tại một thời điểm cũng tùy thuộc vào một số yếu tố khác như khả năng chứa của các hồ, vùng đất ngập nước và các hồ chứa nhân tạo, độ thấm của đất bên dưới các bể chứa nước này, các đặc điểm của dòng chảy mặt trong lưu vực, thời lượng giáng thủy và tốc độ bốc hơi địa phương. Tất cả các yếu tố này đều ảnh hưởng đến tỷ lệ mất nước. Nước ngầm: Nước ngầm là nguồn bổ sung dòng chảy chủ yếu cho sông, suối vào mùa khô.

Nước ngầm hay còn gọi là nước dưới đất, là nước ngọt được chứa trong các lỗ rỗng của đất hoặc đá. Nó cũng có thể là nước chứa trong các tầng ngậm nước bên dưới mực nước ngầm. Nước ngầm được khai thác từ các tầng chứa nước dưới đất, có vai trò là kho chứa nước ngầm và điều tiết dẫn cho nước mặt. Nước 9 ngầm cũng có những đặc điểm giống như nước mặt như: nguồn vào (bổ cập), nguồn ra và chứa.

Sự khác biệt chủ yếu với nước mặt là do tốc độ luân chuyển chậm (dòng thấm rất chậm so với nước mặt), khả năng giữ nước ngầm nhìn chung lớn hơn nước mặt khi so sánh về lượng nước đầu vào. Nguồn cung cấp nước cho nước ngầm là nước mặt thấm vào tầng chứa. Các nguồn thoát tự nhiên như sông, suối và thấm vào các đại dương. (3) Địa hình Độ dốc là yếu tố đặc trưng cho địa hình vùng đồi núi.

Độ dốc cũng là một nhân tố tự nhiên tác động lên hạn hán. Độ dốc càng lớn thì khả năng giữ ẩm, giữ nước trên bề mặt và trong đất càng kém.