CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan các nghiên cứu đánh giá tác động và tính dễ bị tổn thương của xâm nhập mặn trong bối cảnh biến đổi khí hậu 1. Tổng quan nghiên cứu về tác động của biến đổi khí hậu đến xâm nhập mặn 1.
Ngoài nước Sự ấm lên của toàn cầu là rõ ràng, được khẳng định trong báo cáo lần thứ 4 của IPCC [24] và nếu không có thay đổi đáng kể trong chính sách, mức độ phát thải khí nhà kính toàn cầu thì BĐKH sẽ tiếp tục xảy ra trong tương lai. Những thay đổi này gây ra tác động trên phạm vi rộng hơn và chi phí cho các ngành để giảm thiểu, thích ứng có thể sẽ rất lớn. Xâm nhập mặn là một trong những thiên tai gây nên nhiều thiệt hại nặng nề, đặc biệt là đối với ngành nông nghiệp. Trên thế giới đã có rất nhiều các nghiên cứu về XNM có thể kể đến như: Các nghiên cứu về XNM tại Australia: Chính phủ Australia đã có những thành công trong việc hạn chế những hiểm hoạ do hạn hán và những công cụ kiểm soát XNM vào sông có hiệu quả Australia đã triển khai dự án Flowtube, gồm: - Lựa chọn hệ thống cây trồng và kỹ thuật canh tác phù hợp với điều kiện tự nhiên khô hạn ở lưu vực; - Trên cơ sở dữ liệu đã được hệ thống hóa, mô hình Flowtube dự báo XNM và đề xuất các giải pháp phòng tránh đã được xây dựng trong Kế hoạch hành động cụ thể cho từng khu vực.
Mô hình Flowtube tỏ ra rất hiệu quả trong việc đánh giá nhanh chóng tình trạng XNM và đề xuất các giải pháp ứng phó. Tuy nhiên, việc sử dụng mô hình này đòi hỏi chuyên gia kỹ thuật có trình độ cao và thiết bị máy tính hiện đại [30]. Các nghiên cứu về XNM tại Hoa kỳ: Việc xây dựng các hệ thống kiểm soát mặn đối với các khu vực ven biển đã được quan tâm thực hiện từ những năm 70 của thế kỷ XX như hệ thống kiểm soát mặn của lưu vực sông Colorado, kiểm soát mặn Montana. Hệ thống kiểm soát mặn của lưu vực sông Colorado là một con sông ở tây nam Hoa Kỳ và tây bắc Mexico, có chiều dài sông 2.330 km và diện tích lưu vực 637.
Đây là nguồn cấp nước đô thị và công nghiệp với khoảng 27 triệu người, tưới tiêu cho gần 4.000 mẫu đất ở Hoa Kỳ, 500.000 mẫu đất ở 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Mặn hóa nước sông là quan tâm lớn trong cả Hoa Kỳ và Mexico. Tháng 6/1974, Quốc hội Mỹ đã ban hành Luật “Hành động Kiểm soát mặn lưu vực sông Colorado” (The Colorado River Basin Salinity Control Act, Public Law 93-320) nhằm tiến hành chương trình tăng cường và bảo vệ chất lượng nước có sẵn ở sông Colorado phục vụ nhu cầu sử dụng ở Hoa Kỳ và Cộng hòa Mexico. Tháng 10/1984 Hoa Kỳ đã sửa đổi ban hành Luật 98-569 (Public Law 98-569) [31].
Đến ngày 28/7/1995, ban hành Luật 104-20 (Public Law 104-20) nhằm kiểm soát mặn gồm: - Hệ thống mô hình mô phỏng độ mặn trong hệ thống sông Colorado (CRSs) với các kịch bản phát triển (được trình bày trên Forum Workgroup) có các tiêu chí phù hợp với điều kiện phát triển bền vững của lưu vực. Mô hình CRSs và số liệu quan trắc độ mặn trực tiếp trên sông được cập nhật trên website(http://www.gov/lc/region/g4000/NaturalFlow/index.html) cùng với cơ sở dữ liệu GIS có sẵn, xây dựng được các bản tin dự báo diễn biến XNM trên các sông. Bên cạnh các bản tin dự báo về diễn biến độ mặn nước sông, mô hình cũng ước tính định lượng thiệt hại kinh tế do XNM gây ra. Để tăng độ tin cậy của các kết quả dự báo, các mô hình này sẽ được định kỳ xem xét đánh giá 3 năm/lần [31].
- Xây dựng các dự án cải thiện chất lượng nước (tập trung vào độ mặn) với tiêu chí được xem xét là độ mặn lịch sử quan trắc được trong thời kỳ 1980-2010. Sử dụng mô hình CRSs để đánh giá hiệu quả kinh tế của các dự án nhằm xác định tính đúng đắn của mô hình.Guganesharajah và các cộng sự (2005) đã mô phỏng các quá trình tạo muối để giảm nhiễm mặn trong đất. Một mô hình phức hợp nước ngầm và nước mặt (HYDRO- GW) được phát triển với các tiện ích để mô phỏng các quá trình ở tầng sát mặt. Mô hình được áp dụng đối với khu tưới Kashkadarya ở Uzbekistan để đánh giá ảnh hưởng của sự thay đổi trong các phương thức quản lý đất và nước đến việc biến động mức độ nhiễm mặn.
Đây là các phương trình đơn giản có khả năng ứng dụng để đánh giá quá trình nhiễm mặn trong đất, nước mặt và nước dưới đất. Đến nay ở hầu khắp các quốc gia phát triển có biển trên thế giới đã mở rộng kiểm soát XNM với các công cụ phần mềm linh hoạt có mục tiêu hỗ trợ công tác dự báo tình hình XNM vùng ven biển đồng thời bằng cơ sở tri thức địa phương đã đưa ra các 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com phương án hợp lý hỗ trợ cho cấp quản lý, chỉ đạo và điều hành chủ động thời gian lấy nguồn nước phục vụ sản xuất, sinh hoạt và nuôi trồng thủy sản. Trong nước Năm 2013, Trần Hồng Thái và các cộng sự đã thực hiện đề tài cấp Nhà nước: “Nghiên cứu cơ sở khoa học xác định nguyên nhân, đề xuất giải pháp ứng phó với xâm nhập mặn trong điều kiện biến đổi khí hậu ở vùng đồng bằng sông Cửu Long”. Trên cơ sở phân tích số liệu khí tượng thủy văn, độ mặn đến năm 2012 và kế thừa các kết quả nghiên cứu từ trước về điều kiện KTTV, XNM ở đồng bằng sông Cửu Long cũng như các kịch bản BĐKH của Bộ Tài nguyên và Môi trường, đề tài đã đánh giá được xu thế diễn biến mặn theo thời gian và không gian (diễn biến mặn dọc theo dòng chính, trong nội đồng theo 4 vùng: vùng sông Vàm Cỏ, vùng sông Tiền - sông Hậu, vùng ven biển Tây và vùng bán đảo Cà Mau).
Thông qua phân tích diễn biến mặn ở các sông, các vùng trong những năm điển hình (1993, 1998, 2004, 2005, 2008, 2009, 2010 và 2011) đã xác định được rằng, sự giảm nhỏ của dòng chảy từ thượng lưu đổ về (dựa vào lượng dòng chảy tại Tân Châu và Châu Đốc) có ảnh hưởng quyết định đến độ lớn và chiều dài XNM trong những năm mặn xâm nhập sâu, ảnh hưởng trên diện rộng ở đồng bằng sông Cửu Long [15]. Đề tài: "Nghiên cứu đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến một số cây trồng chủ lực (lúa, ngô, đậu tương, mía) tại đồng bằng sông Cửu Long và đồng bằng sông Hồng" Chủ nhiệm đề tài: PGS. TS Phạm Quang Hà, Viện Môi trường Nông nghiệp. Kết quả chính đạt được của đề tài là: Nghiên cứu những tác động của BĐKH đến một số cây trồng, gồm lúa, ngô, đậu tương, mía ở đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long thông qua hệ số tổn thương, năng suất tiềm năng theo các kịch bản BĐKH đến năm 2020, 2030, 2050.
Nước biển dâng 1m và ảnh hưởng của hiện tượng thời tiết cực đoan cho thấy chỉ số tổn thương đều ở mức khá cao, năng suất tiềm năng trong bối cảnh BĐKH: cây lúa giảm đáng kể; ngô không phải là cây lợi thế xét về mặt tiềm năng do tác động của BĐKH, thay đổi năng suất tiềm năng của đậu tương không nhiều, của cây mía là không đáng kể; Dự báo được năng suất tiềm năng của các cây trồng này theo các kịch bản BĐKH đến năm 2020, 2030 và 2050, trong đó năng suất của cây lúa và ngô có thể bị suy giảm mạnh [5]. 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Năm 2011, Vũ Thế Hải và nhóm nghiên cứu trong nghiên cứu: "Nghiên cứu đề xuất các giải pháp thủy lợi kết hợp nông nghiệp để ứng phó với hạn hán và xâm nhập mặn tại các tỉnh ven biển đồng bằng sông Hồng" đã đưa ra được các giải pháp thủy lợi kết hợp nông nghiệp để ứng phó với hạn hán và XNM tại các tỉnh ven biển đồng bằng sông Hồng. Tuy nhiên trong nghiên cứu này chưa đưa yếu tố NBD do BĐKH làm thúc đẩy và tăng cường quá trình XNM tại khu vực ven biển đồng bằng sông Hồng [7]. Công trình nghiên cứu của Vũ Hoàng Hoa "Nghiên cứu, dự báo xu thế diễn biến xâm nhập mặn do nước biển dâng cho vùng cửa sông ven biển Bắc Bộ"đã lồng ghép được yếu tố NBD trong vai trò góp phần vào quá trình XNM đối với các cửa sông ven biển Bắc Bộ, kết quả chưa đưa được các giải pháp để giảm thiểu quá trình XNM đối với khu vực này khi xét đến ảnh hưởng của biến đổi khí hậu [8].
Nghiên cứu "Nghiên cứu đánh giá xâm nhập mặn và đề xuất các giải pháp giảm thiểu mặn, cấp nước cho đồng bằng sông Hồng - sông Thái Bình trong mùa cạn" của Đỗ Thị Bính đã đưa ra các đánh giá về XNM cho vùng đồng bằng sông Hồng - sông Thái Bình và đề xuất được các giải pháp nhằm giảm thiểu mặn cho khu vực này trong mùa cạn. Trong nghiên cứu này tác giả mới chỉ đánh giá được sự XNM điển hình và mạnh trong mùa cạn (do thiếu nước từ thượng nguồn) chưa xét đến ảnh hưởng của yếu tố NBD do BĐKH [2]. Đề tài: "Nghiên cứu, xây dựng quy trình kỹ thuật canh tác và bảo vệ đất cho cây trồng chủ lực tại các vùng đồng bằng dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu". Chủ nhiệm đề tài: ThS.
Bùi Thị Phương Loan, Viện Môi trường Nông nghiệp. Đề tài đã đạt được một số kết quả đáng chú ý như: Đã tiến hành điều tra, khảo sát 1116 cán bộ và nông dân tại 12 tỉnh: đồng bằng sông Hồng (Thái Bình, Nam Định, Hải Phòng, Ninh Bình), đồng bằng duyên hải Miền Trung (Nghệ An, Hà Tĩnh, Huế, Bình Định) và đồng bằng sông Cửu Long (Cần Thơ, Kiên Giang, Cà Mau, Long An); Đánh giá được mức độ tổn thương đối với các cây trồng chính dưới tác động của BĐKH ở 3 vùng đồng bằng; nghiên cứu nhu cầu sử dụng nước của các cây trồng chủ lực tại 3 vùng đồng bằng; tác động của NBD đến sản xuất các cây trồng chủ lực ở 3 vùng đồng bằng. Kết quả nghiên cứu được thể hiện trên các bản đồ [10]. Đề tài “Nghiên cứu, đánh giá tác động của biến đổi khí hậu tới tỉnh Thái Bình, đề xuất các giải pháp thích ứng, giảm thiểu thiệt hại”.
Chủ nhiệm đề tài là PGS. 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com NCVCC Nguyễn Văn Hoàng, Viện Địa chất.