ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT LƯU VỰC SÔNG GÂM DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

• Tác giả: Lê Hà My
• Người hướng dẫn: TS. Lương Hữu Dũng
• Trường học: Đại học Quốc Gia Hà Nội - Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Thủy văn học
• Đề tài: Đánh Giá Tài Nguyên Nước Mặt Lưu Vực Sông Gâm Dưới Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Phục Vụ Phát Triển Bền Vững Kinh Tế Xã Hội
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU TRÊN LƯU VỰC
• 1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên
• 1.1.1. Vị trí địa lý
• 1.1.2. Đặc điểm địa hình
• 1.1.3. Đặc điểm địa chất – thổ nhưỡng – khoáng sản
• 1.1.4. Đặc điểm khí hậu lưu vực sông Gâm
• 1.1.5. Đặc điểm thủy văn
• 1.1.6. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội
• 1.1.6.1. Tình hình kinh tế
• 1.1.6.2. Đặc điểm dân cư – lao động
• 1.1.6.3. Giáo dục, y tế, văn hóa xã hội
• 1.1.7. Hiện trạng tài nguyên nước trên lưu vực
• 1.1.8. Hệ thống các công trình hồ chứa
• 1.1.9. Biến đổi dòng chảy nước mặt lưu vực sông Gâm trong điều kiện có hồ Tuyên Quang
• 1.1.10. Tổng quan về biến đổi khí hậu và tình trạng biến đổi khí hậu tại lưu vực nghiên cứu
• 1.1.10.1. Biểu hiện biến đổi khí hậu trên thế giới
• 1.1.10.2. Biểu hiện biến đổi khí hậu tại Việt Nam
• 1.1.10.3. Kịch bản biến đổi khí hậu cho Việt Nam
• 1.1.10.4. Biểu hiện của biến đổi khí hậu tại khu vực nghiên cứu
• 2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BĐKH ĐẾN TÀI NGUYÊN NƯỚC TRÊN LƯU VỰC SÔNG GÂM
• 2.1. Lựa chọn mô hình
• 2.2. Mô hình khí hậu toàn cầu xây dựng kịch bản BĐKH
• 2.3. Phương pháp tính toán kịch bản biến đổi khí hậu tương lai. Kịch bản khí nhà kính. Phương pháp hiệu chỉnh thống kê kết quả mô hình
• 2.4. Phương pháp phân tích và kiểm nghiệm xu thế quá khứ
• 2.5. Đánh giá mức độ tin cậy trong tính toán các kịch bản biến đổi khí hậu
• 3. SỐ LIỆU SỬ DỤNG
• 3.1. Mô hình thủy văn
• 3.1.1. Giới thiệu mô hình
• 3.1.2. Thiết lập mô hình mô phỏng dòng chảy
• 3.1.3. Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình
• 4. ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA BĐKH
• 4.1. Kịch bản BĐKH cho lưu vực nghiên cứu. Phương pháp tính toán kịch bản BĐKH tương lai
• 4.2. Biến đổi nhiệt độ
• 4.3. Bốc hơi tiềm năng. Biến đổi lượng mưa
• 4.4. Tác động của BĐKH đến chế độ dòng chảy. Tác động của BĐKH lên dòng chảy đến hồ Tuyên Quang
• 4.4.1. Dòng chảy năm trên toàn lưu vực
• 4.4.2. Dòng chảy mùa lũ
• 4.4.3. Dòng chảy mùa cạn
• 5. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUY HOẠCH VÀ SỬ DỤNG HIỆU QUẢ TÀI NGUYÊN NƯỚC THÍCH ỨNG VỚI BĐKH
• 5.1. Các biện pháp chung
• 5.2. Những khó khăn, tồn tại trong công tác quản lý tài nguyên nước trên lưu vực sông Gâm
• 5.3. Đề xuất sử dụng tài nguyên nước mặt cho lưu vực và các biện pháp thích ứng với tác động của BĐKH đến nguồn nước trên lưu vực
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Về Đánh Giá Tài Nguyên Nước Mặt Sông Gâm

Lưu vực sông Gâm đóng vai trò quan trọng trong hệ thống sông Hồng. Tài nguyên nước mặt nơi đây chịu tác động lớn từ biến đổi khí hậu, ảnh hưởng đến kinh tế - xã hội địa phương. Nghiên cứu về đánh giá tài nguyên nước mặt sông Gâm trở nên cấp thiết. Bài viết này sẽ tổng quan các khía cạnh liên quan. Biến đổi khí hậu đang gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan, gây thiệt hại lớn. Theo IPCC, tài nguyên nước mặt ở vùng cận nhiệt đới khô hạn dự kiến giảm đáng kể. Việt Nam, một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng nặng nề, cần có những nghiên cứu cụ thể ở quy mô lưu vực. Lưu vực sông Gâm, với đặc thù địa lý và địa hình, thường xuyên đối mặt với thiên tai như bão, lũ quét, ngập lụt. Ngoài ra, hệ thống thủy điện và nhu cầu sử dụng nước cũng tác động lớn đến tài nguyên nước.

1.1. Vị trí địa lý và đặc điểm thủy văn sông Gâm

Sông Gâm bắt nguồn từ Vân Sơn (Trung Quốc), chảy qua Cao Bằng, Hà Giang, Tuyên Quang, Bắc Kạn. Tổng diện tích lưu vực là 14.972km2, trong đó phần thuộc Việt Nam là 9.168,02km2. Sông dài 297km, với 217km nằm trên lãnh thổ Việt Nam. Lưu vực chịu ảnh hưởng của các loại hình thiên tai khắc nghiệt do địa hình bị chia cắt mạnh mẽ. Đặc điểm này ảnh hưởng sâu sắc đến mật độ sông suối và sự phân bố theo không gian và thời gian của nước mưa. Trên dòng chính sông Gâm còn có hệ thống thủy điện cùng với nhu cầu dùng nước tại hạ du tác động lớn đến tài nguyên nước tại lưu vực. Mặt khác, tài nguyên nước lưu vực sông Lô Gâm đang chịu nhiều áp lực từ phía thượng nguồn Trung Quốc cả về “chất” và “lượng” (diện tích lưu vực thuộc TQ 40,3%).

1.2. Tác động biến đổi khí hậu đến lưu vực sông Gâm

Biến đổi khí hậu tác động mạnh mẽ đến lưu vực sông Gâm. Theo Bộ Tài nguyên và Môi trường, đến cuối thế kỷ XXI, nhiệt độ trung bình năm có thể tăng từ 1,7 – 2,8 0C. Lượng mưa trung bình năm dự kiến tăng từ 2,9 – 4,9% so với giai đoạn 1980 – 1999. Tuy nhiên, lượng mưa tăng không đều, tăng ở mùa mưa và giảm ở mùa khô. Phân tích xu thế biến đổi của dòng chảy và tài nguyên nước mặt dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu là rất cấp thiết. Điều này cung cấp cơ sở khoa học cho việc quy hoạch và quản lý hiệu quả tài nguyên nước trên lưu vực. Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sở khoa học, và tài liệu tham khảo trong công tác quy hoạch phân bổ nguồn nước và cấp phép tài nguyên nước một cách hợp lý, bền vững.

II. Thách Thức Quản Lý Tài Nguyên Nước Mặt Sông Gâm

Quản lý tài nguyên nước mặt lưu vực sông Gâm đối mặt nhiều thách thức. Biến đổi khí hậu làm thay đổi chế độ dòng chảy, gây khó khăn cho dự báo và điều tiết nước. Sự gia tăng các hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán và lũ lụt đòi hỏi các giải pháp ứng phó hiệu quả. Áp lực từ thượng nguồn Trung Quốc cũng là một yếu tố cần xem xét. Cần có các nghiên cứu và giải pháp toàn diện để đảm bảo an ninh nguồn nước cho khu vực. Lưu vực sông Hồng, đã có nhiều nghiên cứu sử dụng các công cụ khác nhau để đánh giá tác động biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước lưu vực, tuy nhiên vấn đề cấp thiết đặt ra ở đây là cần cập nhật kịch bản biến đổi khí hậu bản mới nhất hiện nay trong việc đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy mới mang ý nghĩa cho thực tiễn.

2.1. Biến đổi dòng chảy do biến đổi khí hậu

Biến đổi khí hậu gây ra những thay đổi đáng kể trong chế độ dòng chảy của sông Gâm. Nhiệt độ tăng làm tăng bốc hơi, giảm lượng nước trong mùa khô. Thay đổi lượng mưa làm tăng nguy cơ lũ lụt trong mùa mưa. Các kịch bản biến đổi khí hậu khác nhau cần được xem xét để đánh giá đầy đủ các tác động. Điều này ảnh hưởng rất lớn đến quản lý tài nguyên nước của khu vực.

2.2. Áp lực từ thượng nguồn và nhu cầu sử dụng nước

Lưu vực sông Gâm chịu áp lực từ phía thượng nguồn Trung Quốc về cả chất và lượng nước. Nhu cầu sử dụng nước cho thủy điện, nông nghiệp và sinh hoạt cũng ngày càng tăng. Cần có các giải pháp quản lý tổng hợp để cân bằng các nhu cầu này. Đặc biệt cần xem xét các yếu tố về an ninh nguồn nước trong tương lai.

III. Mô Hình Đánh Giá Tác Động Biến Đổi Khí Hậu Sông Gâm

Để đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước mặt sông Gâm, cần xây dựng mô hình phù hợp. Mô hình thủy văn MIKE NAM được sử dụng để mô phỏng chế độ thủy văn và dòng chảy. Kịch bản biến đổi khí hậu của Bộ Tài nguyên và Môi trường được sử dụng để dự báo các thay đổi trong tương lai. Các phương pháp thống kê và hiệu chỉnh được áp dụng để đảm bảo độ tin cậy của mô hình. Mô hình giúp đánh giá được sự thay đổi của dòng chảy sông Gâm.

3.1. Lựa chọn mô hình thủy văn MIKE NAM

Mô hình MIKE NAM phù hợp để mô phỏng chế độ thủy văn và dòng chảy trên lưu vực sông Gâm. Mô hình này có khả năng mô phỏng dòng chảy chi tiết tại các vị trí quan trọng như hồ Tuyên Quang và trạm Chiêm Hóa. Các thông số của mô hình cần được hiệu chỉnh và kiểm định để đảm bảo độ chính xác. Sau khi thu thập các số liệu liên quan mới lựa chọn thời gian dùng để mô phỏng, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình.

3.2. Sử dụng kịch bản biến đổi khí hậu

Kịch bản biến đổi khí hậu của Bộ Tài nguyên và Môi trường cung cấp thông tin về các thay đổi dự kiến về nhiệt độ và lượng mưa. Các kịch bản khác nhau (ví dụ: RCP4.5, RCP8.5) cần được xem xét để đánh giá các tác động khác nhau. Kịch bản biến đổi khí hậu được sử dụng làm đầu vào cho mô hình thủy văn để dự báo dòng chảy trong tương lai.

3.3. Phương pháp hiệu chỉnh thống kê kết quả mô hình

Để tăng độ tin cậy của kết quả mô phỏng, cần áp dụng các phương pháp hiệu chỉnh thống kê. Phương pháp này giúp giảm thiểu sai số và tăng tính chính xác của dự báo. Việc hiệu chỉnh cần dựa trên số liệu quan trắc thực tế tại các trạm thủy văn và khí tượng trên lưu vực.

IV. Đánh Giá Tác Động Biến Đổi Khí Hậu Đến Dòng Chảy Sông Gâm

Kết quả mô hình cho thấy biến đổi khí hậu có tác động đáng kể đến dòng chảy sông Gâm. Nhiệt độ tăng làm tăng bốc hơi, giảm dòng chảy trong mùa khô. Thay đổi lượng mưa làm tăng nguy cơ lũ lụt trong mùa mưa. Cần có các giải pháp thích ứng để giảm thiểu các tác động tiêu cực. Dòng chảy năm trên toàn lưu vực có xu hướng giảm.

4.1. Biến đổi nhiệt độ và lượng mưa

Nhiệt độ trung bình dự kiến tăng theo các kịch bản biến đổi khí hậu. Lượng mưa có thể tăng hoặc giảm tùy theo khu vực và thời gian. Sự thay đổi này ảnh hưởng trực tiếp đến dòng chảy của sông Gâm. Cần phân tích chi tiết các thay đổi này để có các giải pháp phù hợp.

4.2. Tác động đến dòng chảy mùa lũ và mùa cạn

Biến đổi khí hậu có thể làm tăng lưu lượng dòng chảy trong mùa lũ, gây ra nguy cơ ngập lụt. Đồng thời, dòng chảy có thể giảm trong mùa cạn, gây ra tình trạng thiếu nước. Cần có các giải pháp điều tiết và quản lý nước hiệu quả. Phân tích sự thay đổi dòng chảy mùa lũ và mùa cạn là rất quan trọng để đề xuất các giải pháp phù hợp.

V. Cách Quản Lý Hiệu Quả Tài Nguyên Nước Mặt Sông Gâm

Quản lý tài nguyên nước mặt lưu vực sông Gâm hiệu quả cần có các giải pháp tổng hợp và bền vững. Cần tăng cường dự báo và cảnh báo lũ lụt và hạn hán. Các giải pháp sử dụng nước tiết kiệm và hiệu quả cần được áp dụng. Cần có sự tham gia của cộng đồng trong quản lý tài nguyên nước. Việc quy hoạch và sử dụng hiệu quả tài nguyên nước thích ứng với biến đổi khí hậu là rất quan trọng.

5.1. Các biện pháp sử dụng nước tiết kiệm và hiệu quả

Áp dụng các công nghệ tưới tiết kiệm nước trong nông nghiệp. Tăng cường tái sử dụng nước trong công nghiệp. Nâng cao ý thức sử dụng nước tiết kiệm trong sinh hoạt. Các biện pháp này giúp giảm áp lực lên tài nguyên nước.

5.2. Quy hoạch và quản lý tổng hợp tài nguyên nước

Cần có quy hoạch sử dụng nước hợp lý cho các ngành kinh tế. Quản lý tổng hợp tài nguyên nước cả về số lượng và chất lượng. Tăng cường hợp tác giữa các địa phương và các ngành để quản lý hiệu quả tài nguyên nước.

VI. Triển Vọng Nghiên Cứu Tài Nguyên Nước Mặt Sông Gâm

Nghiên cứu về tài nguyên nước mặt sông Gâm cần được tiếp tục và mở rộng. Cần cập nhật các kịch bản biến đổi khí hậu mới nhất. Cần phát triển các mô hình đánh giá tác động chính xác hơn. Cần có các nghiên cứu về tác động kinh tế - xã hội của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn quản lý tài nguyên nước.

6.1. Nghiên cứu tác động kinh tế xã hội

Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu và các giải pháp quản lý tài nguyên nước đến kinh tế - xã hội địa phương. Nghiên cứu các giải pháp giảm thiểu tác động tiêu cực đến đời sống người dân. Đảm bảo sự phát triển bền vững của khu vực.

6.2. Phát triển mô hình dự báo và quản lý nước thông minh

Ứng dụng công nghệ thông tin và trí tuệ nhân tạo để phát triển các mô hình dự báo và quản lý nước thông minh. Các mô hình này giúp dự báo chính xác hơn các thay đổi về tài nguyên nước và đưa ra các quyết định quản lý hiệu quả hơn.