MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Biến đổi khí hậu (BĐKH), tiêu biểu là xu thế nóng lên toàn cầu và mực nƣớc biển dâng, các thiên tai hiện hữu gia tăng với tính chất cực đoan hơn đƣợc minh chứng từ các số liệu đo đạc thực tế và những kết quả nghiên cứu ở trong và ngoài nƣớc, ít nhất là trong thế kỷ 21. Hơn nữa, có nhiều khả năng những xu thế nói trên còn diễn ra với tốc độ cao hơn so với những gì đã xảy ra trong thế kỷ 20. Ảnh hƣởng của BĐKH toàn cầu đến khí hậu Việt Nam là rõ rệt, từ nửa cuối thế kỷ 20, đặc biệt từ thập kỷ 1991 - 2000 đến nay với xu thế chung là nhiệt độ tăng lên ở tất cả các vùng, các thiên tai nhƣ bão, lũ, lụt, hạn hán, tố lốc, sạt lở đất.) tăng lên về cƣờng độ và về tính chất dị thƣờng, cực đoan, một số tăng lên cả về tần suất xảy ra, mực nƣớc biển trung bình tăng lên ở các trạm hải văn ven biển [Nguyễn Đức Ngữ, 2008].
Nghệ An là một trong các tỉnh đƣợc đánh giá là chịu nhiều ảnh hƣởng do biến đổi toàn cầu. BĐKH dẫn đến quy luật hình thành, tần suất xuất hiện và cƣờng độ của áp thấp nhiệt đới, bão, lũ lụt, triều cƣờng… đã tác động không nhỏ tới sản xuất nông nghiệp, tài nguyên sinh học và hệ sinh thái, nƣớc sạch và vệ sinh môi trƣờng… Những ảnh hƣởng này cùng với quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa sẽ đặt Nghệ An trƣớc một thách thức rất nghiêm trọng. Với chiều dài 82km, vùng ven biển của tỉnh Nghệ An nằm ở phía Đông quốc lộ 1A, kéo dài từ Quỳnh Lƣu, Diễn Châu, Nghi Lộc và thị xã Cửa Lò, trong những năm qua, đã có những biểu hiện của BĐKH, nhƣ: nhiệt độ trung bình có xu hƣớng tăng lên, lƣợng mƣa nhiều vùng đã giảm rõ rệt, hạn hán ngày càng trầm trọng hơn, bão lũ cũng khắc nghiệt hơn, nhƣ trận lũ lớn năm 1978, 1998, 2002, 2007,… đã làm ảnh hƣởng rất lớn đế nền kinh tế - xã hội của tỉnh. Thêm vào đó, tác động của BĐKH do tăng nhiệt độ trái đất sẽ gây ra các tác động nhất định đến tài nguyên nƣớc và các thiên tai liên quan đến nƣớc nhƣ lũ lụt và hạn hán.
Để làm tốt công tác ứng phó và giảm thiểu các thiệt hại do BĐKH gây ra, ngoài việc nghiên cứu, định hƣớng cần phải có các giải pháp, kế hoạch nhằm ứng phó với BĐKH. Xuất phát từ những lý do và yêu cầu trên, luận văn: “Đánh giá tác động của ngập lụt đến sử dụng đất nông nghiệp ở các huyện ven biển của tỉnh Nghệ An trong bối cảnh Biến đổi khí hậu” là một việc làm cần thiếtgóp phần làm sáng tỏ một số các tác động của ngập lụt đến sử dụng đất ở các huyện ven biển tỉnh Nghệ An trong bối cảnh BĐKH ngày nay. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của luận văn nhƣ sau: 1 (LUAN.hau TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu + Đối tƣợng nghiên cứu: Chiều sâu ngập lụt tại khu vực ven biển tỉnh Nghệ An khi có tác động của BĐKH ứng với từng trƣờng hợp lũ.
+ Phạm vi nghiên cứu: Các huyện ven biển thuộc tỉnh Nghệ An, bao gồm diện tích của các phƣờng, xã, thị trấn thuộc các huyện Quỳnh Lƣu, Diễn Châu, Nghi Lộc, thị xã Cửa Lò và Thành phố Vinh. Mục tiêu nghiên cứu + Nghiên cứu và lựa chọn đƣợc phƣơng pháp phù hợp để đánh giá tác động của ngập lụt đến sử dụng đất nông nghiệp trong bối cảnh BĐKH, áp dụng nghiên cứu thí điểm tại các huyện ven biển của tỉnh Nghệ An trên cơ sở các kịch bản BĐKH đã đƣợc Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng ban hành; + Đề xuất bƣớc đầu một số các giải pháp ứng phó với ngập lụt do BĐKH cho sử dụng đất trên địa bàn nghiên cứu thí điểm (các huyện ven biển của tỉnh Nghệ An). Để đạt được mục tiêu đề ra, luận văn thực hiện 3 nội dung bao gồm: + Tổng quan các nghiên cứu đánh giá tác động của ngập lụt đến sử dụng đất nông nghiệp trong bối cảnh biến đổi khí hậu; + Phƣơng pháp nghiên cứu; + Nghiên cứu tác động của ngập lụt đến sử dụng đất nông nghiệp ở các huyện ven biển tỉnh Nghệ An trong bối cảnh BĐKH. Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ góp phần làm sáng tỏ một số các tác động của ngập lụt đến sử dụng đất ở các huyện ven biển tỉnh Nghệ An trong bối cảnh BĐKH ngày nay, trên cơ sở đó sẽ cung cấp thông tin hữu ích cho các cơ quan, ban ngành có liên quan phục vụ.hau TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.hau CHƢƠNG 1.
TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan các nghiên cứu đánh giá tác động của ngập lụt đến sử dụng đất nông nghiệp trong bối cảnh biến đổi khí hậu 1. Các nghiên cứu về ứng dụng mô hình toán để dự báo, tính toán ngập lụt 1. Trên thế giới Đối với nông nghiệp, ngập lụt gây tác động lớn tới sử dụng vốn đất gây tổn thất đáng kể về kinh tế - xã hội.
Do đó, việc mô phỏng và dự báo ngập lụt là rất cần thiết, đặc biệt trong bối cảnh Biến đổi khí hậu. Công tác quản lý đánh giá tác động của lũ đến đời sống nhân dân thông qua việc mô phỏng, thành lập bản đồ ngập lụt đang xuất hiện ngày càng nhiều trong nghiên cứu của các nhà khoa học.Thời gian gần đây, một trong những phƣơng pháp phổ biến đƣợc các nhà nghiên cứu đề cập đó là áp dụng các mô hình thủy lực với ứng dụng mô phỏng dòng chảy vào việc thành lập bản đồ ngập lụt cũng nhƣ mô phỏng ảnh hƣởng lũ do vỡ đập. Viện Thủy lực Đan Mạch (DHI) xây dựng mô hình dự báo lũ bao gồm: Mô hình NAM tính toán và dự báo dòng chảy từ mƣa; Mô hình Mike 11 tính toán thủy lực, dự báo dòng chảy trong sông và cảnh báo ngập lụt. Mô hình này đƣợc áp dụng rộng rãi và thành công ở nhiều nƣớc trên thế giới.
Trong khu vực Châu Á, mô hình đã đƣợc áp dụng để dự báo lũ lƣu vực sông Mun-Chi và Songkla ở Thái Lan, lƣu vực sông ở Bangladesh và Indonesia. Tác giả Wallingford kết hợp với Hacrow đã xây dựng phần mềm ISIS cho tính toán dự báo lũ và ngập lụt. Phần mềm bao gồm các môđun: Mô hình đƣờng đơn vị tính toán và dự báo dòng chảy từ mƣa; mô hình ISIS tính toán thủy lực, dự báo dòng chảy trong sông và cảnh báo ngập lụt. Phần mềm này đã đƣợc áp dụng khá rộng rãi ở nhiều nƣớc trên thế giới, đã đƣợc áp dụng cho sông Mê Kông trong chƣơng trình Sử dụng Nƣớc do ủy hội Mê Kông Quốc tế chủ trì thực hiện.
Ở Việt Nam, mô hình ISIS đƣợc sử dụng để tính toán trong dự án phân lũ và phát triển thủy lợi lƣu vực sông Đáy do Hà Lan tài trợ [29,30]. Viện Điện lực (EDF) của Pháp đã xây dựng phần mềm TELEMAC tính các bài toán thuỷ lực 1 và 2 chiều. TELEMAC-2D là phần mềm tính toán thủy lực 2 chiều, nằm trong hệ thống phần mềm TELEMAC. TELEMAC-2D đã đƣợc kiểm nghiệm theo các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của Châu Âu về độ tin cậy; mô hình này đã đƣợc áp dụng tính toán rất nhiều nơi ở Cộng hòa Pháp và trên thế giới.
Trung tâm kỹ thuật thủy văn (Mỹ) đã xây dựng bộ mô hình HEC-1 để tính toán thủy văn, trong đó có HEC-1F là chƣơng trình dự báo lũ từ mƣa và diễn toán lũ trong sông. Mô hình đã đƣợc áp dụng rất rộng rãi trên thế giới. ở Châu Á, mô hình HEC-RAS đã đƣợc áp dụng ở Indonesia, Thái Lan. Ngoài ra, còn nhiều mô hình thủy văn, thủy lực khác nhƣ: mô hình AFORISM (A comprehensive Focasting system for flood RISK Mitigation and 3 (LUAN.hau TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.hau Control, Carloz, 1989), hệ thống dự báo thủy văn tác nghiệp (NWSRFS - National Weather Service River Forcasting System) và các mô hình đƣợc sử dụng ở nhiều nƣớc trên thế giới nhƣ ở Anh, Pháp, Mỹ, Nhật Bản, Trung Quốc.
Các mô hình, hệ thống dự báo lũ này đã thu đƣợc những thành công đáng kể ở các quốc gia, các lƣu vực sông cụ thể. Cơ quan Thời tiết Quốc gia Mỹ (NWS) cũng đã xây dựng hệ thống dự báo thủy văn tác nghiệp NWSRFS, trong đó sử dụng mô hình SACRAMENTO và mô hình SSARR để tính toán dòng chảy từ mƣa (lƣợng mƣa dự báo từ 1-5 ngày đƣợc tính bằng mô hình MM5), các phƣơng pháp diễn toán thủy văn đƣợc dùng để diễn toán lũ trong các đoạn sông và mô hình thủy lực FLDWAV đƣợc dùng để tính toán thủy lực trong các trƣờng hợp khẩn cấp nhƣ phân lũ, tràn vỡ đê vỡ đập. Viện cơ học chất lỏng Toulouse Pháp đã nghiên cứu và áp dụng cho một số nghiên cứu về mô hình MARINE và một số nƣớc trên thế giới. Ở Việt Nam, mô hình này đang đƣợc nghiên cứu để tính toán dự báo hạn ngắn dòng chảy lũ sông Đà.
Đây là mô hình tham số phân bố, đòi hỏi có số liệu địa hình chi tiết. Để phân tích và đánh giá đƣợc diễn biến lũ cũng nhƣ dự báo lũ nhằm giảm thiểu tối đa thiệt hại do lũ lụt gây ra hiện nay có nhiều phƣơng pháp tính toán và dự báo ngập lụt cho kết quả tin cậy nhƣ phƣơng pháp đo đạc kết hợp phân tích ảnh vệ tinh, phƣơng pháp mô hình hóa… mỗi phƣơng pháp đều có ƣu nhƣợc điểm khác nhau nhƣ phƣơng pháp đo đạc kết hợp thu thập phân tích ảnh vệ tinh cho kết quả ngập lụt đúng với thực tế nhƣng khá tốn kém và kết quả mới chỉ mô phỏng đƣợc trong quá khứ, trong một thời điểm hiện tại chứ không thể mô phỏng dự báo đƣợc kết quả cho tƣơng lai, hơn nữa phƣơng pháp này đòi hỏi các kết quả đo đạc phải chính xác. Đối với phƣơng pháp mô hình hóa ngoài kết quả mô phỏng tính toán trong quá khứ nó còn dự báo đƣợc cho tƣơng lai dựa vào đƣờng quá trình trong quá khứ từ đó xác định đƣợc biên ở một thời điểm nhất định trong tƣơng lai, từ kết quả số liệu biên đó bằng cách thiết lập các thông số mô hình kết hợp với các điều kiện vật lý mô hình tính toán cho ta đƣợc diễn biến của quá trình lũ trong tƣơng lai, độ chính xác của kết quả này phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nhƣ số liệu khảo sát trong quá khứ, hiệu chỉnh các thông số mô hình và khoảng thời gian dự báo, khoảng thời gian dự báo càng gần với biến trình lũ trong quá khứ bao nhiêu thì độ chính xác càng cao bấy nhiêu.