Nghiên cứu giải pháp nâng cao khả năng cấp nước phục vụ đa mục tiêu của hệ thống sông Nhuệ

Chuyên khảo phân tích Nghiên cứu giải pháp nâng cao khả năng cấp nước phục vụ đa mục tiêu của hệ thống sông nhuệ dưới ảnh, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên

• Tác giả: Doãn Quang Huy
• Người hướng dẫn: PGS.TS Phạm Việt Hòa
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Quy hoạch và Quản lý Tài nguyên nước
• Đề tài: Giải pháp nâng cao khả năng cấp nước cho hệ thống sông Nhuệ dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• MỞ ĐẦU
• Tính cấp thiết của đề tài
• Mục tiêu của đề tài
• Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• Đối tượng nghiên cứu
• Phạm vi nghiên cứu
• Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• Cách tiếp cận
• Phương pháp nghiên cứu
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về Biến đổi khí hậu trên thế giới và Việt Nam
• 1.1.1. Khái niệm về Biến đổi khí hậu
• 1.1.2. Biến đổi khí hậu trên thế giới
• 1.1.3. Biến đổi khí hậu ở Việt Nam
• 1.2. Tổng quan về hệ thống thủy nông sông Nhuệ
• 1.2.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.2.2. Hiện trạng dân sinh, kinh tế - xã hội trong hệ thống sông Nhuệ
• 1.2.3. Hiện trạng công trình tưới hệ thống thủy lợi sông Nhuệ
• 1.2.4. Hiện trạng vùng tưới và công trình tưới
• 1.2.5. Hiện trạng cấp nước đô thị, công nghiệp và sinh hoạt
• 1.3. Những thách thức trong sử dụng tài nguyên nước khu vực sông Nhuệ
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG CẤP NƯỚC PHỤC VỤ ĐA MỤC TIÊU CỦA HỆ THỐNG SÔNG NHUỆ DƯỚI ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
• 2.1. Tình trạng Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến khả năng cấp nước của hệ thống sông Nhuệ
• 2.1.1. Kịch bản biến đổi khí hậu đối với lượng mưa
• 2.1.2. Kịch bản biến đổi khí hậu đối với nhiệt độ
• 2.2. Dự báo nhu cầu nước của các đối tượng dùng nước
• 2.2.1. Dự báo phát triển Kinh tế - xã hội
• 2.2.2. Dự báo nhu cầu nước của các đối tượng dùng nước
• 2.2.3. Kết quả tính toán nhu cầu nước cho các đối tượng dùng nước
• 2.2.4. Tổng nhu cầu nước của các đối tượng dùng nước
• 2.2.5. Đánh giá sự biến đổi về nhu cầu nước
• 2.3. Phân vùng tưới
• 2.3.1. Cơ sở và nguyên tắc phân vùng tưới
• 2.3.2. Kết quả phân vùng thủy lợi
• 2.3.3. Kết quả phân vùng tưới
• 2.4. Phân tích tình hình nguồn nước trong mùa kiệt của hệ thống sông Nhuệ chịu ảnh hưởng sự điều hành của hệ thống hồ liên hồ thượng nguồn
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT, LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NÂNG CAO KHẢ NĂNG CẤP NƯỚC PHỤC VỤ ĐA MỤC TIÊU CỦA HỆ THỐNG SÔNG NHUỆ DƯỚI ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
• 3.1. Đề xuất giải pháp nâng cao khả năng cấp nước phục vụ nông nghiệp của hệ thống sông Nhuệ dưới ảnh hưởng của biến đổi khí hậu
• 3.1.1. Nhiệm vụ cấp nước cho nông nghiệp các khu tưới
• 3.1.2. Cơ sở đề xuất giải pháp cấp nước
• 3.1.3. Đề xuất giải pháp cấp nước
• 3.1.4. Phân tích, lựa chọn giải pháp
• 3.2. Đề xuất giải pháp cấp nước cho công nghiệp, sinh hoạt đô thị, nông thôn
• 3.2.1. Giải pháp cấp nước cho Hà Nội
• 3.2.2. Giải pháp cấp nước cho Hà Nam
• 3.2.3. Giải pháp cấp nước cho khu vực nông thôn
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Biến Đổi Khí Hậu và Hệ Thống Sông Nhuệ

Biến đổi khí hậu không chỉ là vấn đề môi trường mà còn là mối đe dọa toàn diện đến sức khỏe con người và an ninh lương thực. Hiện tượng này ảnh hưởng đến mọi lĩnh vực, biểu hiện rõ nhất là sự tăng nhiệt độ trái đất. Việt Nam là một trong những quốc gia chịu ảnh hưởng lớn, gây khó khăn trong quản lý tài nguyên nước. Biến đổi khí hậu làm thay đổi trữ lượng nước sạch, tăng nhiệt độ và bốc hơi, mực nước biển dâng cao, và biến động lượng mưa. Tình trạng này dẫn đến nguy cơ cạn kiệt các lưu vực sông. Theo ước tính, số người sống trong các lưu vực sông ít nước sẽ tăng từ 1.4-1.6 tỷ (1995) lên 4.3-6.9 tỷ vào năm 2050. Các vùng khô hạn chịu tác động mạnh mẽ hơn, làm nước sạch khan hiếm. Nhiệt độ tăng, mùa kiệt kéo dài làm ô nhiễm nghiêm trọng hơn, tăng chi phí vận hành hệ thống cấp nước. Biến đổi khí hậu làm thay đổi chức năng và chế độ vận hành các công trình thủy lợi.

1.1. Khái Niệm và Tác Động của Biến Đổi Khí Hậu

Biến đổi khí hậu là sự biến đổi trạng thái của khí hậu so với trung bình, duy trì trong thời gian dài. Nó có thể do các quá trình tự nhiên hoặc tác động của con người. Theo Công ước khung của Liên hợp quốc, biến đổi khí hậu là sự biến đổi do các hoạt động trực tiếp hay gián tiếp của con người gây ra sự thay đổi thành phần của khí quyển toàn cầu. IPCC định nghĩa biến đổi khí hậu là sự thay đổi về trạng thái của khí hậu mà có thể xác định được, diễn ra trong một thời kỳ dài. Biến đổi khí hậu 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.

1.2. Biến Đổi Khí Hậu Toàn Cầu và Ảnh Hưởng Đến Việt Nam

Theo dự báo, nếu không giảm phát thải khí nhà kính, mật độ CO2 trong khí quyển sẽ tăng gấp đôi so với thời kỳ tiền công nghiệp vào năm 2030. Hiệu ứng nhà kính làm nhiệt độ trái đất tăng, kéo theo thay đổi về lượng mưa, độ ẩm, và bức xạ. Nhiệt độ mặt đất và tầng đối lưu tăng lên, trong khi tầng bình lưu giảm. Mưa trở nên thất thường hơn, với cường độ thay đổi. Việt Nam chịu ảnh hưởng lớn từ biến đổi khí hậu, gây khó khăn trong quản lý tài nguyên nước. Nhiệt độ dự kiến tăng 2°C vào năm 2050 và 3°C vào năm 2100, lượng mưa mùa mưa tăng 0-5% (Bắc Bộ 0-10%).

1.3. Tác Động Của Biến Đổi Khí Hậu Đến Tài Nguyên Nước

Biến đổi về lượng mưa và phân bố mưa theo không gian và thời gian ảnh hưởng đến việc cấp nước cho các ngành. Mưa lớn và tuyết rơi xảy ra thường xuyên hơn ở vĩ độ cao và trung bình bắc Bán cầu, trong khi lượng mưa giảm ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới. Thay đổi về phân bố mưa trong năm ảnh hưởng đến lượng nước có thể khai thác. Mưa lớn tập trung làm tăng dòng chảy mặt, giảm lượng nước ngấm xuống các tầng chứa nước dưới đất, gây lũ lụt vào mùa mưa và thiếu nước vào mùa khô. Khả năng sinh thủy của lưu vực còn bị ảnh hưởng do thảm phủ thực vật thay đổi do điều kiện khí hậu thay đổi.

II. Thách Thức Cấp Nước Sông Nhuệ Do Biến Đổi Khí Hậu

Tại lưu vực sông Nhuệ, nhu cầu nước phụ thuộc trực tiếp vào lưu lượng và mực nước sông Hồng tại cống Liên Mạc. Dân số tăng nhanh, đô thị mở rộng, và nhu cầu nước cho công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ tăng lên. Hệ thống công trình cấp nước và dẫn nước sau 20-30 năm hoạt động đã xuống cấp, bồi lắng, cần được đánh giá và tu bổ. Mực nước và lưu lượng cấp cho lưu vực sông Nhuệ qua cống Liên Mạc đã ổn định nhờ điều hòa hệ thống hồ thượng nguồn, nhưng nhu cầu sử dụng nguồn nước liên tục thay đổi. Quản lý và sử dụng nguồn nước hợp lý tại lưu vực sông Nhuệ là một bài toán khó khăn.

2.1. Hiện Trạng Sử Dụng Nước và Hạ Tầng Thủy Lợi Sông Nhuệ

Nhu cầu nước của các đối tượng dùng nước phụ thuộc trực tiếp từ lưu lượng và mực nước của sông Hồng tại cống Liên Mạc ở Hà Nội. Trong những năm gần đây, dân số tăng lên nhanh, đô thị không ngừng được mở rộng, phát triển. Đi kèm với sự phát triển đó, nhu cầu nước cho các ngành công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ, thủy sản, du lịch … đang tăng lên mà khả năng cấp nước còn nhiều khó khăn, hạn chế.

2.2. Ảnh Hưởng của Biến Đổi Khí Hậu Đến Khả Năng Cấp Nước

Việc khai thác sử dụng nguồn nước hàng năm ở Việt Nam hiện nay đã đạt khoảng 90 tỷ m3 nước, chiếm trên 11% tổng lượng nước, dự báo, nhu cầu dùng nước hàng năm tăng khoảng 3,5%, nghĩa là trong khoảng 30 năm tới, nhu cầu nước sẽ tăng gấp đôi so với hiện nay. Trong khi đó, do biến đổi khí hậu và khai thác, sử dụng nước ở các nước láng giềng biến động mạnh nguồn nước sẽ giảm khoảng 7,5% trong 30 năm tới. Sự thiếu hụt nguồn nước là hiện hữu và khó tránh khỏi.

2.3. Ô Nhiễm Nguồn Nước và Xuống Cấp Công Trình Thủy Lợi

Bên cạnh đó do nhu cầu phát triển đô thị và công nghiệp đang gây ô nhiễm tới các nguồn nước hiện có (cả nước mặt, nước biển và nước ngầm), nhiều con sông đã báo động đỏ về sự ô nhiễm đã ảnh hưởng trực tiếp tới sản xuất và sức khỏe cộng đồng. Ngoài vấn đề về sự phát triển kinh tế trên lưu vực thì hệ thống công trình cấp nước và dẫn nước của hệ thống qua 20-30 năm hoạt động đã bị xuống cấp, bồi lắng cần được tính toán đánh giá lại để xác định nhiệm vụ và tu bổ, nâng cấp, mở rộng….

III. Giải Pháp Công Trình Nâng Cao Cấp Nước Sông Nhuệ

Để nâng cao khả năng cấp nước cho hệ thống sông Nhuệ, cần xem xét các giải pháp công trình. Các giải pháp này bao gồm xây dựng và nâng cấp các hồ chứa nước, cải tạo và mở rộng kênh mương thủy lợi, và áp dụng công nghệ tưới tiêu tiên tiến. Việc xây dựng hồ chứa giúp điều tiết nguồn nước, đảm bảo cung cấp nước ổn định trong mùa khô. Cải tạo kênh mương giảm thất thoát nước và tăng hiệu quả vận chuyển nước. Công nghệ tưới tiêu tiên tiến giúp tiết kiệm nước và tăng năng suất cây trồng.

3.1. Xây Dựng và Nâng Cấp Hồ Chứa Nước

Xây dựng các hồ chứa nước mới và nâng cấp các hồ chứa hiện có là một giải pháp quan trọng để điều tiết nguồn nước. Hồ chứa giúp tích trữ nước trong mùa mưa và cung cấp nước trong mùa khô, đảm bảo nguồn cung cấp nước ổn định cho các hoạt động sản xuất và sinh hoạt. Việc lựa chọn vị trí và quy mô hồ chứa cần được nghiên cứu kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả kinh tế và giảm thiểu tác động đến môi trường.

3.2. Cải Tạo và Mở Rộng Kênh Mương Thủy Lợi

Hệ thống kênh mương thủy lợi đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển nước từ nguồn đến các khu vực sử dụng. Việc cải tạo và mở rộng kênh mương giúp giảm thất thoát nước do thấm và bốc hơi, tăng hiệu quả vận chuyển nước. Cần áp dụng các vật liệu và công nghệ xây dựng tiên tiến để đảm bảo độ bền và tuổi thọ của kênh mương.

3.3. Áp Dụng Công Nghệ Tưới Tiêu Tiên Tiến

Công nghệ tưới tiêu tiên tiến như tưới nhỏ giọt, tưới phun mưa giúp tiết kiệm nước và tăng năng suất cây trồng. Các công nghệ này cho phép cung cấp nước trực tiếp đến gốc cây, giảm thiểu lượng nước bị thất thoát do bốc hơi và thấm. Việc áp dụng công nghệ tưới tiêu tiên tiến cần được kết hợp với việc đào tạo và chuyển giao công nghệ cho người dân.

IV. Giải Pháp Phi Công Trình Quản Lý Nguồn Nước Bền Vững

Bên cạnh các giải pháp công trình, cần có các giải pháp phi công trình để quản lý nguồn nước bền vững. Các giải pháp này bao gồm quy hoạch sử dụng nước hợp lý, tiết kiệm nước trong sản xuất và sinh hoạt, và bảo vệ nguồn nước khỏi ô nhiễm. Quy hoạch sử dụng nước giúp phân bổ nguồn nước một cách công bằng và hiệu quả. Tiết kiệm nước giúp giảm áp lực lên nguồn nước. Bảo vệ nguồn nước giúp duy trì chất lượng nước và đảm bảo nguồn cung cấp nước sạch.

4.1. Quy Hoạch Sử Dụng Nước Hợp Lý và Hiệu Quả

Quy hoạch sử dụng nước cần dựa trên cơ sở khoa học và thực tiễn, đảm bảo phân bổ nguồn nước một cách công bằng và hiệu quả cho các ngành kinh tế và dân sinh. Quy hoạch cần xem xét đến các yếu tố như nhu cầu sử dụng nước, khả năng cung cấp nước, và tác động của biến đổi khí hậu. Cần có sự tham gia của các bên liên quan trong quá trình xây dựng và thực hiện quy hoạch.

4.2. Tiết Kiệm Nước Trong Sản Xuất Nông Nghiệp và Công Nghiệp

Tiết kiệm nước là một giải pháp quan trọng để giảm áp lực lên nguồn nước. Trong sản xuất nông nghiệp, cần áp dụng các kỹ thuật tưới tiết kiệm nước, sử dụng giống cây trồng chịu hạn, và luân canh cây trồng hợp lý. Trong sản xuất công nghiệp, cần tái sử dụng nước thải sau xử lý, áp dụng công nghệ sản xuất sạch hơn, và giảm thiểu lượng nước sử dụng trong quá trình sản xuất.

4.3. Bảo Vệ Nguồn Nước Khỏi Ô Nhiễm và Suy Thoái

Bảo vệ nguồn nước khỏi ô nhiễm là một nhiệm vụ quan trọng để đảm bảo nguồn cung cấp nước sạch cho các hoạt động sản xuất và sinh hoạt. Cần kiểm soát chặt chẽ các nguồn gây ô nhiễm như nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt, và phân bón hóa học. Cần có các biện pháp xử lý nước thải hiệu quả trước khi xả ra môi trường. Cần bảo vệ rừng đầu nguồn và các khu vực đất ngập nước để duy trì khả năng sinh thủy của lưu vực.

V. Ứng Dụng Mô Hình Thủy Văn Dự Báo Nguồn Nước Sông Nhuệ

Để quản lý nguồn nước hiệu quả, cần ứng dụng các mô hình thủy văn để dự báo nguồn nước. Các mô hình này giúp dự đoán lượng nước có sẵn trong tương lai, từ đó đưa ra các quyết định điều tiết và phân bổ nước hợp lý. Mô hình hóa thủy văn cũng giúp đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến nguồn nước và đề xuất các biện pháp ứng phó.

5.1. Xây Dựng và Hiệu Chỉnh Mô Hình Thủy Văn Lưu Vực Sông Nhuệ

Xây dựng mô hình thủy văn cho lưu vực sông Nhuệ là một bước quan trọng để dự báo nguồn nước. Mô hình cần được hiệu chỉnh và kiểm định bằng dữ liệu quan trắc thực tế để đảm bảo độ tin cậy. Cần sử dụng các phần mềm mô hình hóa thủy văn chuyên dụng và có đội ngũ chuyên gia có kinh nghiệm để thực hiện công việc này.

5.2. Dự Báo Nguồn Nước Mùa Kiệt Dưới Tác Động Biến Đổi Khí Hậu

Dự báo nguồn nước mùa kiệt là một nhiệm vụ quan trọng để đảm bảo cung cấp nước cho các hoạt động sản xuất và sinh hoạt trong mùa khô. Cần sử dụng mô hình thủy văn để dự đoán lượng nước có sẵn trong mùa kiệt dưới tác động của biến đổi khí hậu. Cần xem xét đến các yếu tố như lượng mưa, nhiệt độ, và bốc hơi trong quá trình dự báo.

5.3. Đánh Giá Rủi Ro Thiếu Nước và Đề Xuất Giải Pháp Ứng Phó

Đánh giá rủi ro thiếu nước là một bước quan trọng để chuẩn bị cho các tình huống khẩn cấp. Cần xác định các khu vực có nguy cơ thiếu nước cao và đánh giá mức độ ảnh hưởng đến các hoạt động sản xuất và sinh hoạt. Cần đề xuất các giải pháp ứng phó như điều tiết nước từ các hồ chứa, khai thác nước ngầm, và tuyên truyền tiết kiệm nước.

VI. Chính Sách và Giải Pháp Quản Lý Tài Nguyên Nước Bền Vững

Để đảm bảo an ninh nguồn nước, cần có các chính sách và giải pháp quản lý tài nguyên nước bền vững. Các chính sách này bao gồm hoàn thiện hệ thống pháp luật về tài nguyên nước, tăng cường năng lực quản lý cho các cơ quan chức năng, và nâng cao nhận thức cộng đồng về tầm quan trọng của việc bảo vệ nguồn nước.

6.1. Hoàn Thiện Hệ Thống Pháp Luật Về Tài Nguyên Nước

Hệ thống pháp luật về tài nguyên nước cần được hoàn thiện để đáp ứng yêu cầu quản lý trong bối cảnh biến đổi khí hậu. Cần có các quy định cụ thể về quyền và nghĩa vụ của các bên liên quan trong việc sử dụng và bảo vệ nguồn nước. Cần có các chế tài xử phạt nghiêm minh đối với các hành vi vi phạm pháp luật về tài nguyên nước.

6.2. Tăng Cường Năng Lực Quản Lý Cho Các Cơ Quan Chức Năng

Các cơ quan chức năng cần được tăng cường năng lực quản lý để thực hiện hiệu quả các nhiệm vụ quản lý tài nguyên nước. Cần đào tạo và bồi dưỡng đội ngũ cán bộ quản lý có trình độ chuyên môn cao và có kinh nghiệm thực tiễn. Cần trang bị các phương tiện và thiết bị hiện đại để phục vụ công tác quản lý.

6.3. Nâng Cao Nhận Thức Cộng Đồng Về Bảo Vệ Nguồn Nước

Nâng cao nhận thức cộng đồng về tầm quan trọng của việc bảo vệ nguồn nước là một nhiệm vụ quan trọng để đảm bảo sự tham gia của cộng đồng vào công tác quản lý tài nguyên nước. Cần tổ chức các hoạt động tuyên truyền, giáo dục để nâng cao nhận thức của người dân về các vấn đề liên quan đến tài nguyên nước. Cần khuyến khích người dân tham gia vào các hoạt động bảo vệ nguồn nước như trồng rừng, vệ sinh kênh mương, và tiết kiệm nước.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khai thác và sử dụng tài nguyên nước tại Việt Nam hiện đạt mức khoảng 90 tỷ m³ mỗi năm, chiếm trên 11% tổng trữ lượng nước tự nhiên toàn quốc. Dự báo nhu cầu sử dụng nước sẽ tăng trưởng bình quân 3,5%/năm, đồng nghĩa với việc tổng nhu cầu sẽ tăng gấp đôi trong vòng ba thập kỷ tới. Trong khi đó, tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu cùng các hoạt động khai thác thượng nguồn dự kiến làm suy giảm khoảng 7,5% tổng lượng dòng chảy. Thực trạng này đặt lưu vực hệ thống thủy nông sông Nhuệ trước nguy cơ mất an ninh nguồn nước nghiêm trọng.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của luận văn bắt nguồn từ sự suy giảm mực nước sông Hồng trong mùa kiệt, khiến mực nước thực tế thường xuyên hạ thấp hơn cao trình đáy cống Liên Mạc (+1,00 m). Tình trạng này làm tê liệt khả năng lấy nước tự chảy thiết kế 83 m³/s, dẫn đến hiện tượng đảo chiều dòng chảy cục bộ từ sông Nhuệ ngược ra sông Hồng. Đồng thời, hệ thống công trình thủy nông xây dựng từ những năm 1936 - 1941 đã xuống cấp nghiêm trọng, phải gánh vác áp lực kép từ quá trình đô thị hóa nhanh chóng và suy giảm chất lượng nước mặt.

Mục tiêu cụ thể của luận văn là nghiên cứu, đánh giá hiện trạng và tính toán nhu cầu dùng nước đa ngành; từ đó đề xuất hệ thống giải pháp công trình và phi công trình nhằm nâng cao năng lực cấp nước đa mục tiêu cho hệ thống sông Nhuệ dưới tác động của biến đổi khí hậu ứng với kịch bản phát thải trung bình B2 mốc năm 2030 và định hướng 2050. Phạm vi không gian nghiên cứu bao trùm toàn bộ vùng bảo vệ đê sông Nhuệ với diện tích 107.530 ha (trong đó đất nông nghiệp chiếm 71.513 ha), thuộc địa bàn thành phố Hà Nội và tỉnh Hà Nam, phục vụ trực tiếp cho hơn 4,4 triệu dân cư sinh sống trên lưu vực.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công trình thể hiện ở việc lượng hóa cán cân cung - cầu nước trong điều kiện khí hậu biến đổi, xác lập cơ sở kỹ thuật vững chắc để ổn định nguồn nước tưới cho hơn 50.341 ha diện tích gieo trồng lúa, bảo đảm cấp nước cho 1.166,8 ha đất công nghiệp tập trung và duy trì dòng chảy môi trường cho hệ thống sông trục liên tỉnh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên lý thuyết Quản lý tổng hợp tài nguyên nước (IWRM) và nguyên lý Cân bằng nước lưu vực sông trong điều kiện biến đổi khí hậu toàn cầu theo các báo cáo đánh giá của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC). Khung lý thuyết này kết hợp hài hòa giữa việc đánh giá khả năng sinh thủy tự nhiên của lưu vực, sự điều tiết thủy văn từ hệ thống hồ chứa bậc thang thượng nguồn sông Đà - sông Thao - sông Lô và nhu cầu khai thác sử dụng nước biến động của các ngành kinh tế - xã hội.

Các khái niệm then chốt được vận dụng xuyên suốt bao gồm:

1. Kịch bản biến đổi khí hậu B2: Kịch bản phát thải trung bình dự báo mức tăng nhiệt độ khoảng 2°C vào năm 2050 và biến động lượng mưa mùa mưa từ 0 - 10% tại khu vực Bắc Bộ.
2. Dòng chảy kiệt và mực nước cơ sở: Trạng thái thủy văn đặc trưng trong mùa khô (từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau) khi lượng mưa chỉ chiếm 15 - 20% tổng lượng mưa năm, dòng chảy phụ thuộc chủ yếu vào nguồn tiếp vận từ sông Hồng và dòng chảy ngầm.
3. Cấp nước đa mục tiêu: Tiếp cận tích hợp nhằm đáp ứng đồng thời nhu cầu nước tưới nông nghiệp, cấp nước thô cho công nghiệp, nước sinh hoạt đô thị - nông thôn và nước thau rửa, duy trì dòng chảy tối thiểu bảo vệ môi trường sinh thái.

Phương pháp nghiên cứu

Luận văn khai thác hệ thống dữ liệu quan trắc khí tượng thủy văn nhiều năm (1958 - 2011) tại 3 trạm đại diện lưu vực gồm trạm Láng, Hà Đông và Phủ Lý, kết hợp chuỗi số liệu thủy văn trạm Sơn Tây và Hà Nội trên sông Hồng. Toàn bộ 100% dữ liệu kỹ thuật của 8 công trình cống, đập điều tiết chính trên trục sông Nhuệ (Liên Mạc, Hà Đông, Đồng Quan, Nhật Tựu, Lương Cổ, La Khê, Vân Đình, Điệp Sơn) cùng niên giám thống kê phát triển kinh tế - xã hội giai đoạn 2000 - 2011 được xử lý và chuẩn hóa.

Phương pháp thống kê xác suất được sử dụng để phân tích tần suất xuất hiện lưu lượng và mực nước mùa kiệt, đánh giá sự thay đổi chuỗi số liệu thủy văn giai đoạn trước và sau khi có hồ chứa Hòa Bình. Phương pháp cân bằng nước được lựa chọn nhằm mô phỏng chính xác sự tương tác giữa cung và cầu nước theo từng phân vùng thủy nông. Việc lựa chọn phương pháp này xuất phát từ tính chất phức tạp của mạng lưới sông trục có chiều dài 114,6 km đóng vai trò vừa tưới vừa tiêu kết hợp, chịu sự chi phối mạnh mẽ từ chế độ điều tiết liên hồ chứa thượng lưu và lượng nước hồi quy đô thị.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình phân tích thực trạng thủy văn và cơ sở hạ tầng đã làm sáng tỏ 3 phát hiện khoa học mang tính quyết định:

Thứ nhất, suy giảm nghiêm trọng khả năng lấy nước tự chảy tại cống đầu mối Liên Mạc. Mực nước trung bình tháng 1 tại trạm Hà Nội giai đoạn sau khi hồ Hòa Bình vận hành (đạt 2,97 m) thấp hơn đáng kể so với giai đoạn trước hồ (đạt 3,20 m trong chuỗi quan trắc 1974 - 1987). Mực nước sông Hồng thường xuyên hạ thấp hơn cao độ đáy cống Liên Mạc (+1,00 m), khiến cống hoàn toàn mất khả năng cấp nước tự chảy thiết kế 83 m³/s vào mùa kiệt, gây ra tình trạng thiếu hụt nguồn nước thô nghiêm trọng cho toàn bộ 74 km trục sông Nhuệ.

Thứ hai, biến đổi khí hậu gia tăng áp lực thâm hụt nước tưới mùa khô. Mùa khô kéo dài 6 tháng chỉ tạo ra tổng lượng mưa từ 200 - 300 mm (chiếm 15 - 20% lượng mưa năm), trong khi lượng bốc hơi trung bình năm dao động từ 700 - 980 mm. Dưới kịch bản B2, nhiệt độ trung bình tăng kéo theo lượng bốc hơi tăng 10 - 15%, làm tăng đột biến mô đun tưới cho 50.341 ha đất trồng lúa và 5.290 ha nuôi trồng thủy sản trong khu vực nghiên cứu.

Thứ ba, sự suy thoái và quá tải của mạng lưới công trình nội vùng. Toàn hệ thống có 114,6 km kênh trục chính nhưng tỷ lệ kiên cố hóa chỉ đạt khoảng 25%, dẫn đến thất thoát nước lớn do thẩm thấu và bồi lắng. Trữ lượng khai thác tiềm năng nước dưới đất đạt 566.932,2 m³/ngày (với mô đun dòng chảy ngầm 9,81 l/s.km²) nhưng đang đứng trước nguy cơ cạn kiệt và ô nhiễm bởi nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý của hơn 2,46 triệu dân đô thị và 1.166,8 ha đất công nghiệp.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân căn bản của sự mất cân bằng nước bắt nguồn từ hiện tượng xói lở hạ thấp lòng dẫn sông Hồng, kết hợp với chế độ vận hành thủy điện chưa đồng bộ với lịch xả nước đổ ải vụ Đông Xuân. Tác động tích lũy này làm cho mực nước sông Hồng tại Hà Nội không đạt cao trình thiết kế +3,30 m đến +3,90 m tại thượng lưu cống Liên Mạc.

Về phương thức biểu diễn trực quan, các chuỗi số liệu thủy văn mùa kiệt có thể được thể hiện qua đồ thị đường biểu diễn tương quan mực nước trung bình tháng nhiều năm trước và sau khi có hồ Hòa Bình, kết hợp bảng cân bằng nước chi tiết theo 11 đơn vị hành chính quận huyện. Sự đối chiếu này cho thấy bức tranh rõ nét về sự gia tăng khoảng cách thiếu hụt nước từ tháng 1 đến tháng 3 hàng năm.

So sánh với các nghiên cứu quy hoạch thủy lợi truyền thống trong thập niên 1970 - vốn giả định nguồn cấp tự chảy từ sông Hồng là vô tận - luận văn khẳng định sự cần thiết phải chuyển dịch mô hình vận hành từ "lấy nước tự chảy" sang "chủ động bơm động lực tiếp nguồn", đồng thời chuyển đổi từ quy hoạch phục vụ đơn mục tiêu nông nghiệp sang quản lý đa mục tiêu thích ứng biến đổi khí hậu.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm bảo đảm an ninh tài nguyên nước cho giai đoạn 2025 - 2030 và tầm nhìn 2050, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược có tính khả thi cao:

1. Hiện đại hóa công trình đầu mối lấy nước Liên Mạc: Đầu tư xây dựng cụm công trình trạm bơm tiếp nguồn dã chiến và cố định tại Liên Mạc với lưu lượng thiết kế đạt từ 70 - 83 m³/s, bảo đảm lấy đủ lưu lượng cấp nước thô khi mực nước sông Hồng hạ xuống dưới +1,00 m. Giải pháp này cần được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn phê duyệt và hoàn thành trước năm 2026.
2. Kiên cố hóa và nạo vét đồng bộ 114,6 km hệ thống sông trục: Nâng tỷ lệ kiên cố hóa hệ thống kênh cấp 1 và cấp 2 từ mức 25% hiện nay lên trên 65% vào năm 2030. Tiến hành nạo vét hạ thấp cao độ đáy và chỉnh trang bờ bao các tuyến sông Nhuệ, sông La Khê (7,28 km), sông Vân Đình (13,92 km) và sông Duy Tiên (17,73 km) nhằm giảm 20% tổn thất rò rỉ, do Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội và tỉnh Hà Nam phối hợp thực hiện trong giai đoạn 2025 - 2030.
3. Hoàn thiện quy trình điều tiết liên hồ và vận hành cống thông minh: Thiết lập cơ chế phối hợp liên ngành giữa ngành Năng lượng và ngành Nông nghiệp để tối ưu hóa các đợt xả nước hồ Hòa Bình. Tự động hóa hệ thống đóng mở tại 8 cống điều tiết trọng điểm (Hà Đông, Đồng Quan, Nhật Tựu, Lương Cổ...) nhằm duy trì mực nước thượng lưu cống từ +3,15 m đến +3,77 m ở đầu vụ, đáp ứng 100% nhu cầu nước làm đất và đổ ải vụ Đông Xuân.
4. Quản lý khai thác bền vững nước ngầm và kiểm soát nguồn thải: Quy hoạch khai thác hợp lý tầng chứa nước lỗ hổng trong giới hạn an toàn 566.932,2 m³/ngày; xây dựng các trạm quan trắc tự động chất lượng nước và hệ thống xử lý nước thải tập trung cho 1.166,8 ha khu công nghiệp, giảm thiểu 40% tải lượng ô nhiễm hữu cơ xả trực tiếp vào lưu vực trước năm 2030 dưới sự giám sát của Sở Tài nguyên và Môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn cung cấp nguồn tư liệu khoa học chuyên sâu và hệ thống giải pháp ứng dụng thiết thực cho 4 nhóm đối tượng:

1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên nước và quy hoạch thủy lợi: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Hà Nội, Hà Nam có thể khai thác bộ dữ liệu cân bằng nước và kịch bản B2 để điều chỉnh quy hoạch thủy lợi lưu vực sông Nhuệ - Đáy đến năm 2030.
2. Các đơn vị trực tiếp quản lý và khai thác công trình thủy nông: Điển hình là Công ty TNHH một thành viên Đầu tư phát triển Thủy lợi Sông Nhuệ; tài liệu cung cấp thông số kỹ thuật chi tiết về mực nước, lưu lượng thiết kế của hệ thống đập Hà Đông, Đồng Quan, Lương Cổ nhằm tối ưu hóa lịch trình vận hành máy bơm và cống lấy nước.
3. Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học: Thuộc các chuyên ngành Quy hoạch tài nguyên nước, Kỹ thuật công trình thủy lợi, Thủy văn học và Biến đổi khí hậu; sử dụng luận văn làm tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp tính toán cân bằng nước và đánh giá tác động thủy văn vùng đồng bằng chịu ảnh hưởng đô thị hóa.
4. Ban quản lý các khu đô thị và khu công nghiệp trên lưu vực: Tham khảo định mức nhu cầu cấp nước và các yêu cầu bảo vệ hành lang thoát nước để xây dựng hệ thống cấp - thoát nước bền vững, giảm thiểu xung đột tài nguyên nước với khu vực sản xuất nông nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao cống Liên Mạc lại mất khả năng lấy nước tự chảy vào mùa kiệt?

Do hiện tượng lòng dẫn sông Hồng bị hạ thấp và biến đổi dòng chảy mùa kiệt, mực nước sông Hồng tại trạm Hà Nội thường xuyên xuống dưới mức +1,00 m, thấp hơn cao trình đáy cống Liên Mạc. Do đó, cống không thể lấy nước tự chảy đạt lưu lượng thiết kế 83 m³/s, thậm chí nước từ sông Nhuệ còn bị chảy ngược ra sông Hồng nếu không đóng kín cửa cống.

Kịch bản biến đổi khí hậu B2 ảnh hưởng như thế nào đến nguồn nước sông Nhuệ?

Theo kịch bản B2, nhiệt độ trung bình tại lưu vực dự kiến tăng khoảng 2°C vào năm 2050, làm lượng bốc hơi tăng từ 10 - 15%. Mưa mùa khô (từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau) chỉ chiếm 15 - 20% tổng lượng mưa năm và có xu hướng giảm tiếp, làm gia tăng sự căng thẳng về nguồn nước tưới cho 50.341 ha đất lúa trong khu vực.

Trữ lượng nước dưới đất của lưu vực sông Nhuệ có quy mô như thế nào?

Theo tính toán địa chất thủy văn, diện tích lộ tầng chứa nước lỗ hổng đạt 1.928,97 km² với bề dày trung bình 13,6 m. Trữ lượng tĩnh tự nhiên đạt 61.620,1 m³/ngày, trữ lượng động tự nhiên đạt 548.446,2 m³/ngày, đem lại tổng trữ lượng khai thác tiềm năng đạt 566.932,2 m³/ngày với chất lượng nước hoàn toàn nhạt (độ khoáng hóa dưới 1 g/l).

Nhu cầu cấp nước đa mục tiêu của lưu vực sông Nhuệ bao gồm những đối tượng nào?

Hệ thống phải bảo đảm cấp nước cho 70.777 ha đất nông nghiệp (bao gồm 50.341 ha lúa và 5.290 ha thủy sản), cung cấp nước thô cho 1.166,8 ha đất thuộc các khu công nghiệp tập trung, phục vụ sinh hoạt cho 4,4 triệu người dân và tạo nguồn nước thau rửa chống ô nhiễm cho trục sông chính.

Giải pháp kỹ thuật cấp bách nhất để giải quyết bài toán thiếu nước mùa khô là gì?

Giải pháp then chốt và cấp bách nhất là chuyển đổi phương thức lấy nước đầu mối tại Liên Mạc sang hình thức bơm động lực bằng việc xây dựng trạm bơm tiếp nguồn công suất lớn (70 - 83 m³/s), kết hợp nạo vét thanh thải lòng dẫn 74 km sông Nhuệ và nâng tỷ lệ kiên cố hóa kênh mương vượt ngưỡng 65%.

Kết luận

Luận văn thạc sĩ của tác giả Doãn Quang Huy đã giải quyết thấu đáo bài toán cấp bách về an ninh nguồn nước cho vùng hạ lưu sông Hồng thông qua các đóng góp khoa học và thực tiễn cốt lõi:

• Khái quát và lượng hóa thành công tác động kép của biến đổi khí hậu (kịch bản B2) và việc vận hành liên hồ chứa thượng nguồn đến chế độ thủy văn mùa kiệt của hệ thống sông Nhuệ.
• Xác định rõ nguyên nhân cốt lõi khiến cống Liên Mạc mất năng lực lấy nước tự chảy thiết kế 83 m³/s do mực nước sông Hồng hạ thấp dưới cao trình +1,00 m.
• Đánh giá chi tiết trữ lượng khai thác tiềm năng nguồn nước ngầm đạt 566.932,2 m³/ngày phục vụ định hướng cấp nước đa ngành cho 4,4 triệu dân cư và các khu công nghiệp.
• Thiết lập hệ thống giải pháp công trình đồng bộ, trọng tâm là xây dựng trạm bơm tiếp nguồn Liên Mạc và nâng tỷ lệ kiên cố hóa 114,6 km kênh trục lên trên 65% giai đoạn 2025 - 2030.
• Đề xuất khung thể chế quản lý tổng hợp tài nguyên nước liên tỉnh giữa Hà Nội và Hà Nam, tối ưu hóa quy trình vận hành 8 cống điều tiết chính thích ứng dài hạn đến năm 2050.

Để hiện thực hóa các kết quả nghiên cứu, các cơ quan ban ngành cần khẩn trương đưa dự án trạm bơm tiếp nguồn Liên Mạc và kế hoạch nâng cấp hạ tầng thủy nông sông Nhuệ vào kế hoạch đầu tư công trung hạn, bảo đảm sự phát triển kinh tế - xã hội bền vững cho toàn bộ khu vực.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về Biến đổi khí hậu trên thế giới và Việt Nam 1.1 Khái niệm về Biến đổi khí hậu Khí hậu của trái đất luôn luôn thay đổi. Trước đây, sự thay đổi này mang tính tự nhiên. Kể từ đầu thế kỷ 19 thuật ngữ biến đổi khí hậu bắt đầu được sử dụng khi nói đến những sự thay đổi khí hậu được so sánh tại thời điểm nói đến 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.

Theo định nghĩa của CTMTQG về Ứng phó với BĐKH thì Biến đổi khí hậu: là sự biến đổi trạng thái của khí hậu so với trung bình và/hoặc dao động của khí hậu duy trì trong một khoảng thời gian dài, thường là vài thập kỷ hoặc dài hơn. Biến đổi khí hậu có thể là do các quá trình tự nhiên bên trong hoặc các tác động bên ngoài, hoặc do hoạt động của con người làm thay đổi thành phần của khí quyển hay trong khai thác sử dụng đất Theo định nghĩa của Công ước khung của Liên hợp quốc về BĐKH thì Biến đổi khí hậu: là sự biến đổi của trạng thái khí hậu do các hoạt động trực tiếp hay gián tiếp của con người gây ra sự thay đổi thành phần của khí quyển toàn cầu và nó được thêm vào sự biến đổi khí hậu tự nhiên quan sát được trong các thời kỳ có thể so sánh được. Theo IPCC (Ủy ban liên chính phủ về BĐKH) thì Biến đổi khí hậu: đề cập đến sự thay đổi về trạng thái của khí hậu mà có thể xác định được (ví dụ như sử dụng các phương pháp thống kê) diễn ra trong một thời kỳ dài, thường là một thập kỷ hoặc lâu hơn. Biến đổi khí hậu đề cập đến bất cứ biến đổi nào theo thời gian, có hay không theo sự biến đổi của tự nhiên do hệ quả các hoạt động của con người.2 Biến đổi khí hậu trên thế giới Biến đổi khí hậu 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 Chuyên ngành: Quy hoạch và Quản lý Tài Nguyên nước Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật 6 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. 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 1÷40C, từ vĩ độ 500B đến Bắc cực tăng thêm 1 độ, từ vĩ độ 500N đến Nam cực tăng hêm 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 ở vùng vĩ độ từ 300B trở xuống, vào các tháng 11, 12 cũng có thể tăng đến 40C. Mưa trở nên thất thường hơn. Cường độ mưa thay đổi.

Những vùng mưa nhiều, lượng mưa trở nên nhiều hơn, cường độ mưa lớn hơn. Các vùng hạn trở nên hạn hơn. Khi tăng gấp đôi lượng phát thải khí CO2, lượng mưa tăng ở các vùng vĩ tuyến cao và các vùng nhiệt đới trong tất các các mùa trong năm, còn ở vĩ tuyến trung bình về mùa đông, lượng mưa tăng 10 ÷ 20%, ở các vùng từ vĩ độ 35 ÷ 550N lượng mưa tăng không đáng kể. Theo các kết quả nghiên cứu cho thấy bốc hơi thay đổi theo 4 mùa, nếu lượng mưa tăng 10÷30% thì lượng bốc hơi tăng 10÷15%.

Theo bản Báo cáo về kịch bản phát thải của IPCC, 2000 (SRES,2000) thì lượng phát thải khí CO2 từ việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch sẽ tăng lên khoảng 40-110% trong khoảng thời kỳ 2000-2030. Thêm vào đó tương ứng với kịch bản phát thải của SRES thì trong vòng 2 thập kỷ tới nhiệt độ trái đất sẽ ấm lên khoảng 0,2oC giai đoạn 2090-2099 so với thời kỳ 1980-1999, nhiệt độ sẽ tăng lên tương ứng với từng kịch bản phát thải khác nhau. Cùng với việc tăng phát thải làm nhiệt độ toàn cầu ấm dần lên sẽ là nguyên nhân của sự gia tăng mực nước biển. Mực nước biển theo SRES được dự báo sẽ tăng 0,1-0,2m giai đoạn 2090-2099 so với thời kỳ 1980-1999 Bảng 1.

1: Dự báo nhiệt độ bề mặt toàn cầu đến cuối thế kỷ 21 Thay đổi nhiệt độ Kịch bản ( C giai đoạn 2090-2099 so với 1980-1999) o Khả năng Trong khoảng Năm 2000 0,6 0,3-0,9 Kịch bản B1 1,8 1,1-2,9 Kịch bản A1T 2,4 1,4-3,8 Chuyên ngành: Quy hoạch và Quản lý Tài Nguyên nước Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật 7 Kịch bản B2 2,4 1,4-3,8 Kịch bản A1B 2,8 1,7-4,4 Kịch bản A2 3,4 2,0-5,4 Kịch bản A1F1 4,0 2,4-6,4 Nhiệt độ bề mặt địa cầu ngày càng tăng đối với từng lục địa và cho từng kịch bản giai đoạn 1900-2100 (Hình 1. Có thể thấy rằng sự ấm của bề mặt trái đất trải dải hầu khắp các lục địa, trải dài từ vĩ độ Bắc xuống gần Nam Cực và Bắc Đại Tây Dương. Các hiện tượng thời tiết cực đoan như nắng nóng kéo dài, mưa lớn xuất hiện với tần suất và cường độ ngày càng tăng cho thời kỳ 2020-2029 và 2090-2099. 1: Hình trái: Nhiệt độ thay đổi theo từng kịch bản của SRES.

Hình phải: Dự báo nhiệt độ thay đổi vào đầu và cuối thế kỷ 21.1 Tác động của Biến đổi khí hậu tới Tài nguyên nước 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. Tại nhiều vùng của Châu Âu, miền Trung Canada, bang California đỉnh lũ chuyển từ mùa xuân sang mùa hè do giáng thủy chuyển chủ yếu từ tuyết rơi sang mưa. Tại Châu Phi, các lưu vực sông lớn như sông Nile, hồ Chad và Senegal, lượng nước có thể khai thác giảm khoảng 40-60%.

Chuyên ngành: Quy hoạch và Quản lý Tài Nguyên nước Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật 8 Thay đổi về phân bố mưa trong năm sẽ ảnh hưởng đến lượng nước có thể khai thác được. Kết quả của các mô hình dự báo biến đổi khí hậu cho thấy tại nhiều khu vực lượng mưa sẽ tập trung hơn vào mùa mưa và giảm vào mùa khô. Mưa lớn tập trung sẽ làm tăng lượng dòng chảy mặt, giảm lượng nước ngấm xuống các tầng chứa nước dưới đất. Điều này làm gia tăng lũ lụt vào mùa mưa và thiếu nước vào mùa khô, trữ lượng nước ngầm sẽ suy giảm.

Ngoài ra, khả năng sinh thủy của lưu vực còn bị gián tiếp ảnh hưởng của biến đổi khí hậu do thảm phủ thực vật bị thay đổi do điều kiện khí hậu thay đổi. Chế độ thủy văn tại các vùng khí hậu khô hanh sẽ nhậy cảm hơn so với các vùng ẩm ướt. Tại các vung khô hanh, một sự thay đổi nhỏ của nhiệt độ và lượng mưa sẽ gây ra biến động lớn về chế độ dòng chảy sông suối. Các vùng khô hạn và bán khô hạn tại Trung á, Địa Trung Hải, Nam Phi và Châu Đại Dương sẽ chịu tác động của lượng mưa giảm và bốc hơi tăng.

Những vùng có cao độ mặt đất lớn sẽ có lượng dòng chảy mặt tăng lên do lượng mưa tăng. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu tới tài nguyên nước của khu vực nhiệt đới rất khó dự báo. Các mô hình dự báo biến đổi khí hậu cho kết quả về lượng mưa và phân bố mưa tại khu vực này rất khác nhau. Theo kết quả dự báo tin cậy nhất, lượng mưa từ tháng 6 đến tháng 8 tại Nam á sẽ tăng lên trong khi giảm đi ở vùng Trung Mỹ.

Sự thay đổi chế độ dòng chảy của sông suối sẽ làm thay đổi nồng độ các chất dinh dưỡng, lượng oxi hòa tan và các thành phần hóa học khác, do đó, làm thay đổi chất lượng nước mặt. Các hồ chứa, đập dâng, trạm bơm và giếng khai thác nước ngầm cũng bị ảnh hưởng. Mưa lớn kéo theo gia tăng trượt lở đất và xói mòn sẽ làm tăng lượng phù sa chuyển tới và lắng đọng trong lòng hồ, làm giảm dung tích hữu ích của các hồ chứa. Chế độ dòng chảy thay đổi cũng làm cho vấn đề điều tiết của hồ trở lên khó khăn hơn, khả năng cung cấp nước giảm đi.

Do trữ lượng nước ngầm thay đổi, khả năng khai thác của nhiều giếng ngầm cũng bị giảm sút. Chế độ dòng chảy thay đổi cũng làm cho nhiều công trình không hoạt động đúng điều kiện thiết kế, năng lực công trình có thể bị suy giảm. Chuyên ngành: Quy hoạch và Quản lý Tài Nguyên nước Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật 9 Mực nước biển dâng lên làm việc cấp nước vùng duyên hải trở lên khó khăn hơn. Các tầng nước ngầm bị xâm nhập mặn khiến nhiều giếng khai thác nước không hoạt động được.

Việc xâm nhập mặn sâu vào cửa sông làm nhiều công trình thủy lợi bị ảnh hưởng. Việc suy giảm khả năng cung cấp nước của các công trình sẽ ngày càng trầm trọng. Ước tính hiện nay 1,7 tỷ người sống trong các khu vực căng thẳng về nước, dự báo đến năm 2025 con số này sẽ tăng vọt lên tới gần 5 tỷ người. Các khu vực bị ảnh hưởng nặng nề nhất là các vùng khô hạn và bán khô hạn, các vùng đất thấp, các đồng bằng và các đảo nhỏ.

Xung đột về nước giữa các quốc gia, giữa các vùng, các ngành dùng nước sẽ ngày càng trở lên căng thẳng, đôi khi dẫn tới xung đột về chính trị hoặc quân sự. Tác động tới quản lý nguồn nước BĐKH sẽ làm nguồn nước mặt và nước ngầm tại những vùng khác nhau thay đổi cả về chất và lượng theo những hướng 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.