CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về lĩnh vực nghiên cứu 1.1 Tổng quan về tác động biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế, xã hội đến nhu cầu nước và khả năng cấp nước 1.1 Biến đổi khí hậu và tác động của biến đổi khí hậu đến nhu cầu nước và khả năng cấp nước Khí hậu của trái đất luôn luôn thay đổi và khi hoạt động của con người chưa có nhiều tác động đến môi trường thì sự thay đổi này mang tính tự nhiên. Bắt đầu từ thế kỷ 19, thuật ngữ biến đổi khí hậu (BĐKH) bắt đầu được sử dụng khi nói đến những sự thay đổi khí hậu và những dự báo trong vòng khoảng 80 năm sau đó mà nguyên nhân thay đổi chủ yếu là do những hoạt động của con người gây ra hơn là những thay đổi tự nhiên trong bầu khí quyển. BĐKH do hiện tượng nhà kính bắt nguồn từ sự phát thải quá mức vào khí quyển các khí có hiệu ứng nhà kính do các hoạt động kinh tế xã hội của con người. Theo dự báo của các nhà khoa học nếu như tình hình phát thải khí nhà kính không giảm thì vào năm 2030 mật độ của khí CO2 trong khí quyển sẽ tăng gấp đôi so với thời kỳ tiền công nghiệp.
Hiệu ứng nhà kính làm nhiệt độ trái đất tăng lên kéo theo hàng loạt các yếu tố khí hậu khác như: lượng mưa, độ ẩm, bức xạ.vv cũng thay đổi theo. Theo dự báo, nhiệt độ mặt đất và tầng đối lưu tăng lên, tại tầng bình lưu nhiệt độ lại giảm, từ độ cao 15÷18 km xuống mặt đất nhiệt độ tăng lên từ lên 1÷40°C, từ vĩ độ 500B đến Bắc cực tăng thêm 1 độ, từ vĩ độ 50 0N đến Nam cực tăng thêm từ 1÷20C so với vùng vĩ độ thấp. Ở vùng Bắc bán cầu từ vĩ độ 300B trở lên, về mùa Đông (tháng 10 đến tháng 4 năm sau) nhiệt độ tăng thêm 4÷120C. Ngược lại vào mùa hè (tháng 6,7,8) chỉ tăng thêm khoảng 20C, vào các tháng 11, 12 cũng có thể tăng 40C.
Theo các kết quả phân tích các số liệu khí hậu cho thấy các yếu tố của khí hậu tại Việt Nam những năm trước đây có những đặc điểm dưới đây: 4 Nhiệt độ: Trong 50 năm qua (1958 – 2007), nhiệt độ trung bình ở Việt Nam tăng lên khoảng 0. Nhiệt độ mùa đông tăng nhanh hơn nhiệt độ mùa hè và nhiệt độ ở các vùng khí hậu phía Bắc tăng nhanh hơn ở các vùng khí hậu phía Nam [1]. Nhiệt độ trung bình năm của 4 thập kỷ gần đây (1961 – 2000) cao hơn trung bình năm của 3 thập kỷ trước đó (1931 – 1960). Nhiệt độ trung bình năm của thập kỷ 1991 – 2000 ở Hà Nội, Đà Nẵng, thành phố Hồ Chí Minh đều cao hơn trung bình của thập kỷ 1931 – 1940 lần lượt lần lượt là 0,8; 0,4 và 0.
Năm 2007, nhiệt độ trung bình năm ở cả 3 nơi trên đều cao hơn trung bình của thập kỷ 1931-1940 là 0.3 và cao hơn thập kỷ 1991-2000 là 0. Lượng mưa: Trên từng địa điểm, xu thế biến đổi của lượng mưa trung bình năm trong 9 thập kỷ vừa qua (1911 - 2000) không rõ rệt theo các thời kỳ và trên các vùng khác nhau: có giai đoạn tăng lên và có giai đoạn giảm xuống. Lượng mưa năm giảm ở các vùng khí hậu phía Bắc và tăng ở các vùng khí hậu phía Nam. Tính trung bình trong cả nước, lượng mưa năm trong 50 năm qua (1958 - 2007) đã giảm khoảng 2% [2].
Không khí lạnh: Số đợt không khí lạnh ảnh hưởng tới Việt Nam giảm đi rõ rệt trong hai thập kỷ qua. Tuy nhiên, các biểu hiện dị thường lại thường xuất hiện mà gần đây nhất là đợt không khí lạnh gây rét đậm, rét hại kéo dài 38 ngày trong tháng 1 và tháng 2 năm 2008 ở Bắc Bộ [2]. Bão: Những năm gần đây, bão có cường độ mạnh xuất hiện nhiều hơn. Quỹ đạo bão có dấu hiệu dịch chuyển dần về phía Nam và mùa bão kết thúc muộn hơn, nhiều cơn bão có đường đi dị thường hơn (Hình 1.1: Quỹ đạo của bão ở Tây Bắc Thái Bình Dương (Nguồn: Mùa bão Tây Bắc Thái Bình Dương năm 2020, Wikipedia) Mưa phùn: Số ngày mưa phùn trung bình năm ở Hà Nội giảm dần từ thập kỷ 1981 - 1990 và chỉ còn gần một nửa (15 ngày/năm) trong 10 năm gần đây [3].
Kịch bản BĐKH ở Việt Nam Kịch bản BĐKH, nước biển dâng ở Việt Nam được xây dựng dựa trên sự phân tích và tham khảo các nghiên cứu trong và ngoài nước. Các tiêu chí để lựa chọn phương pháp tính toán xây dựng kịch bản BĐKH, nước biển dâng cho Việt Nam bao gồm: (1) Mức độ tin cậy của kịch bản BĐKH toàn cầu (2) Độ chi tiết của kịch bản BĐKH (3) Tính kế thừa (4) Tính thời sự của kịch bản (5) Tính phù hợp của địa phương (6) Tính đầy đủ của các kịch bản. (7) Khả năng chủ động, cập nhật Kịch bản BĐKH mới nhất của Việt nam hiện nay đã được Bộ TN&MT công bố năm 2016. Trong kịch bản này, tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng được Bộ 6 TN & MT chi tiết hóa đến đơn vị hành chính cấp tỉnh và các đảo, quần đảo của Việt Nam.
Các Kịch bản BĐKH & NBD ở Việt Nam được dựa trên các kịch bản cập nhật năm 2013 của Ban Liên chính phủ về BĐKH (IPCC) sử dụng đường phân bố nống độ khí nhà kính đại diện (Representative Concentration Pathways - RCP), bao gồm: RCP8. Một số điểm đáng lưu ý trong kịch bản BĐKH cho Việt Nam: Số liệu khí tượng thực đo tại các trạm trên đất liền và hải đảo cập nhật đến 2014 được dùng cho việc hiệu chỉnh mô hình; Sự thay đổi trong tương lai của các biến khí hậu là so với giá trị trung bình của thời kỳ cơ sở (1986-2005); Kết quả tính toán các biến khí hậu từ các mô hình được chiết xuất theo giá trị bình quân ngày trong giai đoạn từ năm 1986 đến năm 2100; Biến đổi khí hậu trong tương lai được phân tích và trình bày cho giai đoạn đầu thế kỷ (2016-2035), giữa thế kỷ (2046-2065) và cuối thế kỷ (2080-2099). So sánh giữa thời kỳ cơ sở 1986-2005 và thời kỳ 1980-1999, nhiệt độ trung bình tăng khoảng 0,10C ở Bắc Bộ và Nam Bộ, 0,070C ở Trung Bộ; lượng mưa giảm từ 6÷13% ở Tây Bắc, Đông Bắc, đồng bằng Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ, trong khi các khu vực khác hầu như không biến đổi [4]. Tác động của BĐKH đến nhu cầu nước BĐKH sẽ làm cho tình trạng thiếu nước xảy ra nhiều hơn.
BĐKH sẽ làm nguồn nước mặt và nước ngầm tại những vùng khác nhau thay đổi cả về chất và lượng theo những hướng khác nhau. Băng và tuyết tan sẽ làm dòng chảy lũ tại những lưu vực vùng ôn đới xảy ra sớm hơn và với cường độ lớn hơn, gây ảnh hưởng tới khoảng 1/6 dân số thế giới. Cho đến 2050, sẽ có thêm 260 đến 980 triệu dân chịu tác động của khan hiếm nước làm cho tổng số dân chịu tác động này lên tới từ 4,3 đến 6,9 tỷ người. Ngược lại, khoảng 20% dân số thế giới sẽ chịu tác động của úng ngập do lũ thượng lưu và nước biển dâng mà đặc biệt là tại đồng bằng các sông Nile, sông Hằng và sông Mê Kông [5].
Ngoài việc thay đổi chu kỳ nước, BĐKH có thể thay đổi cách chúng ta sử dụng nước và lượng nước ta cần. Nhiệt độ tăng và tốc độ bốc hơi nhiều có thể làm tăng nhu cầu 7 về nước ở nhiều khu vực. Khi nhiệt độ tăng lên, con người và động vật cần nhiều nước hơn để duy trì sức khỏe và phát triển. Nhiều hoạt động kinh tế quan trọng, như sản xuất chế biến, chăn nuôi và trồng cây lương thực, cũng cần nước.
Lượng nước có sẵn cho các hoạt động này có thể bị giảm đi khi trái đất ấm lên và nếu sự cạnh tranh về nguồn nước hoặc nhu cầu nước gia tăng. Đối với sản xuất nông nghiệp, cơ cấu cây trồng vật nuôi và mùa vụ có thể thay đổi do BĐKH ảnh hưởng đến tài nguyên nước và lượng mưa có nguy cơ suy giảm do hạn hán. Trong đó, vụ chiêm ở các tỉnh có thể rút ngắn lại, vụ mùa thì kéo dài hơn, điều đó đòi hỏi phải thay đổi kỹ thuật canh tác. Theo một nghiên cứu của FAO (Bruinsma, 2003), trong đó tác động của biến đổi khí hậu không được xem xét, dự kiến sẽ tăng lượng nước tưới lên 14% vào năm 2030 đối với các nước đang phát triển.
Tuy nhiên, trong bốn kịch bản Đánh giá Hệ sinh thái Thiên niên kỷ, mức tăng ở quy mô toàn cầu ít hơn nhiều, vì các khu vực được tưới tiêu được giả định chỉ tăng từ 0% đến 6% vào năm 2030 và từ 0% đến 10% vào năm 2050. Việc sử dụng nước quá mức gia tăng có khả năng xảy ra trong lĩnh vực gia dụng và công nghiệp, với mức tăng lượng nước rút từ 14-83% vào năm 2050 [6]. Năm 2010, Viện Quy hoạch Thủy lợi tiến hành nghiên cứu “Quy hoạch tổng thể thủy lợi vùng Bắc Trung Bộ trong điều kiện BĐKH, nước biển dâng” Nghiên cứu này đã chỉ ra được mức độ gia tăng ngập lụt, mặn xâm nhập sâu, thiếu nguồn nước. và những rủi ro khác đối với tình hình phát triển kinh tế xã hội trong tương lai của khu vực Bắc Trung Bộ.
Một loạt các biện pháp được lồng ghép, bao gồm các biện pháp phi công trình (tuyên truyền giáo dục cộng đồng, trồng rừng, xây dựng các tuyến đường tránh lũ, cơ sở hạ tầng, sắp xếp lại dân cư, chương trình nâng cao các hoạt động quản lý.); các biện pháp công trình (xây dựng các hồ chứa lợi dụng tổng hợp ở thượng nguồn các sông, nâng cao quy mô các công trình hồ chứa đập dâng, xây dựng các đập ngăn mặn tại cửa sông, xây dựng hệ thống đê sông, đê biển với quy mô thiết kế mới.) nhằm đưa ra một giải pháp đồng bộ để đem lại hiệu quả cao nhất trong việc ứng phó với tác động của biến đổi khí hậu, nước biển dâng [7]. Tác động của BĐKH đến nguồn nước và khả năng cấp nước 8 Biến đổi về lượng mưa, phân bố mưa theo không gian và thời gian dưới tác động của biến đổi khí hậu đã có những ảnh hưởng nhất định tới việc cấp nước cho các ngành dùng nước. Mưa lớn và tuyết rơi xảy ra thường xuyên hơn tại các vùng vĩ độ cao và trung bình tại Bắc Bán cầu trong khi lượng mưa giảm xuống tại vùng nhiệt đới và á nhiệt đới.