Luận văn thạc sĩ đề xuất giải pháp thoát nước thành phố biên hòa tỉnh đồng nai trong điều kiện biến đổi khí hậu

Luận văn thạc sĩ đề xuất giải pháp thoát nước hiệu quả cho thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai, ứng phó với tác động của biến đổi khí hậu.

• Tác giả: Lê Văn Tư
• Người hướng dẫn: TS. Đoàn Thu Hà
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Cấp thoát nước
• Đề tài: Giải Pháp Thoát Nước Cho Thành Phố Biên Hòa, Đồng Nai Trong Bối Cảnh Biến Đổi Khí Hậu
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• 1. CHƯƠNG MỞ ĐẦU
• 1.1. Sự Cần thiết của đề tài
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.3. Phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Nội dung nghiên cứu
• 1.5. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
• 1.6. Kết quả dự kiến đạt được
• 2. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
• 2.1. Tổng quan về biến đổi khí hậu
• 2.2. Các nghiên cứu về ảnh hưởng của BĐKH đến hệ thống thoát nước trên thế giới
• 2.3. Các nghiên cứu về ảnh hưởng của BĐKH đến hệ thống thoát nước đã thực hiện tại Việt Nam
• 3. CHƯƠNG II: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI TẠO HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC THÀNH PHỐ BIÊN HÒA – ĐỒNG NAI TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
• 3.1. Cơ sở lý thuyết về hệ thống thoát nước đô thị
• 3.2. Hệ thống thoát nước chung
• 3.3. Hệ thống thoát nước nửa riêng
• 3.4. Hệ thống thoát nước riêng
• 3.5. Hệ thống thoát nước hỗn hợp
• 3.6. Cấu tạo giếng thu nước
• 3.7. Một số điều kiện liên quan đến lựa chọn HTTN
• 3.8. Tính toán lưu lượng và điều hòa dòng chảy nước mưa
• 3.9. Định hướng phát triển thoát nước đô thị đến năm 2030
• 3.9.1. Phân vùng phát triển
• 3.9.2. Định hướng phát triển các khu đô thị
• 3.9.3. Định hướng phát triển hệ thống các trung tâm đô thị và trung tâm chuyên ngành
• 3.9.4. Định hướng phát triển không gian ở
• 3.9.5. Định hướng không gian công nghiệp và các khu đầu mối hạ tầng, dịch vụ logistic
• 3.9.6. Định hướng phát triển không gian cây xanh, công viên chuyên đề và không gian mở
• 3.9.7. Các khu đất an ninh Quốc phòng
• 3.9.8. Chuẩn bị kỹ thuật đất xây dựng
• 3.9.9. Thoát nước thải, quản lý chất thải rắn và nghĩa trang
• 3.9.10. Đánh giá môi trường chiến lược
• 3.10. Kịch bản của biến đổi khí hậu, nước biển dâng
• 3.10.1. Định nghĩa về biến đổi khí hậu
• 3.10.2. Các nguyên nhân gây ra BĐKH
• 3.10.3. Các kịch bản biến đổi khí hậu
• 3.11. Một số mô hình tính toán thủy lực thoát nước
• 3.11.1. Mô hình MIKE 11
• 3.11.2. Mô hình EFDC
• 3.11.3. Mô hình SWMM
• 3.12. Tính toán dự báo yêu cầu thoát nước mưa của thành phố để phù hợp với điều kiện BĐKH
• 3.12.1. Tính toán mưa tiêu thiết kế
• 3.12.2. Tính toán dự báo nhu cầu thoát nước mưa của thành phố
• 3.12.3. Phương pháp đánh giá
• 4. CHƯƠNG III: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CỦA HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC MƯA THÀNH PHỐ BIÊN HÒA – ĐỒNG NAI
• 4.1. Đặc điểm vùng nghiên cứu
• 4.1.1. Điều kiện tự nhiên
• 4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 4.1.3. Hiện trạng hệ thống hạ tầng kỹ thuật
• 4.1.4. Các vấn đề về môi trường
• 4.2. Hiện trạng và định hướng quy hoạch HTTN thành phố Biên Hòa
• 4.2.1. Hiện trạng hệ thống thoát nước
• 4.2.2. Định hướng quy hoạch HTTN thành phố Biên Hòa
• 4.3. Đánh giá hiện trạng làm việc hệ thống thoát nước thành phố Biên Hòa
• 4.4. Dự báo khả năng làm việc của HTTN thành phố Biên Hòa tương ứng với kịch bản BĐKH (sử dụng mô hình toán SWMM để dự báo)
• 5. CHƯƠNG IV: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THOÁT NƯỚC TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
• 5.1. Giải pháp quy hoạch cải tạo hệ thống thoát nước trong điều kiện BĐKH
• 5.2. Quy hoạch tiêu thoát nước vùng
• 5.3. Quy hoạch thoát nước mưa
• 5.4. Tính toán thiết kế hệ thống thoát nước (sử dụng phần mềm mô phỏng SWMM)
• 5.5. Đề xuất các giải pháp tổ chức quản lý và vận hành HTTN trong điều kiện BĐKH
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN YÊU CẦU THOÁT NƯỚC MƯA CỦA THÀNH PHỐ BIÊN HÒA NĂM 2030
• PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN MẠNG NƯỚC THOÁT NƯỚC MƯA THÀNH PHỐ BIÊN HÒA NĂM 2030

Tóm tắt

I. Giới thiệu và bối cảnh nghiên cứu

Luận văn tập trung vào việc đề xuất giải pháp thoát nước cho thành phố Biên Hòa, Đồng Nai trong bối cảnh biến đổi khí hậu (BĐKH). BĐKH đã gây ra nhiều tác động tiêu cực đến hệ thống thoát nước, đặc biệt là tình trạng ngập lụt gia tăng. Thành phố Biên Hòa, mặc dù là đô thị loại 2, nhưng hệ thống hạ tầng thoát nước không đáp ứng được tốc độ phát triển, dẫn đến tình trạng ngập lụt nghiêm trọng mỗi mùa mưa. Nghiên cứu này nhằm đánh giá hiện trạng và đề xuất các giải pháp cải thiện hệ thống thoát nước, đảm bảo phát triển bền vững.

1.1. Tác động của biến đổi khí hậu

BĐKH làm thay đổi lượng mưa và phân bố mưa, dẫn đến tăng tần suất và cường độ lũ lụt. Thành phố Biên Hòa đã chịu nhiều thiệt hại do ngập lụt, đặc biệt là ở các khu vực có hệ thống thoát nước cũ và xuống cấp. Các kịch bản BĐKH dự đoán mực nước biển dâng và lượng mưa tăng, đòi hỏi các giải pháp thoát nước phải được điều chỉnh để thích ứng.

1.2. Hiện trạng hệ thống thoát nước

Hệ thống thoát nước của thành phố Biên Hòa hiện không đồng bộ và quá tải. Nhiều cống thoát nước đã xuống cấp, không đáp ứng được lượng nước thải và nước mưa. Các khu vực nội ô như Thanh Bình, Hòa Bình thường xuyên bị ngập lụt do hệ thống cống chung không đủ khả năng thoát nước. Các giải pháp tạm thời như nạo vét cống và bơm nước không giải quyết triệt để vấn đề.

II. Cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu dựa trên cơ sở lý thuyết về hệ thống thoát nước đô thị và các mô hình tính toán thủy lực. Các mô hình như SWMM được sử dụng để mô phỏng và dự báo khả năng thoát nước trong điều kiện BĐKH. Phương pháp tiếp cận tổng hợp liên ngành và kế thừa các nghiên cứu trước đây được áp dụng để đảm bảo tính khoa học và thực tiễn của đề tài.

2.1. Mô hình SWMM

Mô hình SWMM được sử dụng để mô phỏng hệ thống thoát nước, tính toán lưu lượng và dự báo ngập lụt. Mô hình này cho phép đánh giá hiệu quả của các giải pháp thoát nước trong điều kiện BĐKH, giúp đề xuất các biện pháp cải thiện phù hợp.

2.2. Phương pháp tiếp cận

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tiếp cận tổng hợp, kế thừa các kết quả nghiên cứu trước đây và cập nhật số liệu thực tế. Các phương pháp điều tra, thu thập số liệu và phân tích thống kê được áp dụng để đảm bảo tính chính xác và khách quan.

III. Đề xuất giải pháp thoát nước

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp cải tạo hệ thống thoát nước cho thành phố Biên Hòa, bao gồm quy hoạch tiêu thoát nước vùng, cải thiện hạ tầng và áp dụng các công nghệ thoát nước bền vững. Các giải pháp này nhằm giảm thiểu nguy cơ ngập lụt và đảm bảo phát triển bền vững trong bối cảnh BĐKH.

3.1. Quy hoạch tiêu thoát nước

Quy hoạch tiêu thoát nước vùng được đề xuất để tăng khả năng thoát nước của thành phố Biên Hòa. Các khu vực ngập lụt được xác định và cải tạo hệ thống cống, kênh mương để đảm bảo thoát nước hiệu quả. Các giải pháp này được tính toán dựa trên mô hình SWMM để đảm bảo tính khả thi.

3.2. Cải thiện hạ tầng

Cải thiện hạ tầng thoát nước bao gồm nâng cấp hệ thống cống, xây dựng các hồ điều hòa và áp dụng các vật liệu thấm nước. Các giải pháp này giúp giảm tải cho hệ thống thoát nước hiện có và tăng khả năng chống ngập lụt.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong những thách thức lớn nhất của thế kỷ 21, ảnh hưởng sâu rộng đến hệ thống khí hậu, thủy văn và môi trường toàn cầu. Theo ước tính, nhiệt độ trung bình năm ở Việt Nam đã tăng khoảng 0,5-0,7 độ C trong 50 năm qua, cùng với mực nước biển dâng khoảng 20 cm, gây ra nhiều hiện tượng thời tiết cực đoan như lũ lụt, hạn hán và bão mạnh hơn. Thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai, là đô thị loại 2 với tốc độ phát triển nhanh nhưng hệ thống hạ tầng thoát nước chưa tương xứng, dẫn đến tình trạng ngập úng nghiêm trọng mỗi khi mưa lớn. Năm phường nội ô như Thanh Bình, Hòa Bình, Quyết Thắng, Quang Vinh và Trung Dũng đều sử dụng hệ thống cống thoát nước chung, gây quá tải và tắc nghẽn do rác thải và cát bồi lắng. Tình trạng này kéo dài 4-5 năm, ảnh hưởng nghiêm trọng đến giao thông và môi trường đô thị.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá hiện trạng khả năng tiêu thoát nước của thành phố Biên Hòa và đề xuất các giải pháp cải tạo hệ thống thoát nước phù hợp với điều kiện biến đổi khí hậu. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hệ thống thoát nước mưa và nước thải trên địa bàn thành phố, với dữ liệu thu thập từ các cơ quan địa phương và khảo sát thực địa. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả quản lý thoát nước, giảm thiểu ngập úng và thích ứng với các tác động của BĐKH, góp phần phát triển bền vững đô thị Biên Hòa đến năm 2030.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về hệ thống thoát nước đô thị, bao gồm:

• Hệ thống thoát nước chung, nửa riêng, riêng và hỗn hợp: Phân loại hệ thống thoát nước dựa trên cách thu gom và xử lý nước mưa, nước thải. Hệ thống chung thu gom cả nước mưa và nước thải trong cùng một mạng lưới, trong khi hệ thống riêng tách biệt hai loại nước này nhằm nâng cao hiệu quả xử lý và giảm tải cho hệ thống.
• Mô hình tính toán lưu lượng và điều hòa dòng chảy nước mưa: Sử dụng các công thức tính toán lưu lượng thoát nước dựa trên cường độ mưa, diện tích lưu vực và hệ số dòng chảy, theo tiêu chuẩn TCVN 7957:2008.
• Mô hình mô phỏng thủy lực SWMM (Storm Water Management Model): Ứng dụng mô hình SWMM để mô phỏng quá trình thủy văn và thủy lực của hệ thống thoát nước, đánh giá khả năng thoát nước trong điều kiện biến đổi khí hậu.
• Khái niệm biến đổi khí hậu và kịch bản phát thải khí nhà kính: Dựa trên các kịch bản BĐKH của IPCC và Bộ Tài nguyên và Môi trường Việt Nam, đặc biệt kịch bản trung bình B2 được sử dụng làm cơ sở dự báo lượng mưa và mực nước biển dâng.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu thực tế từ UBND thành phố Biên Hòa, Công ty thoát nước Biên Hòa, các trạm khí tượng thủy văn, bản đồ quy hoạch và khảo sát thực địa.
• Phương pháp chọn mẫu: Lựa chọn các khu vực đại diện gồm 5 phường nội ô và một số vùng ngoại ô để đánh giá hiện trạng hệ thống thoát nước.
• Phương pháp phân tích: Phân tích tổng hợp số liệu hiện trạng, đánh giá khả năng thoát nước hiện tại và dự báo theo kịch bản biến đổi khí hậu.
• Phương pháp mô phỏng: Ứng dụng mô hình SWMM để mô phỏng dòng chảy, lưu lượng và độ sâu nước tại các điểm thoát nước chính, từ đó đánh giá hiệu quả hệ thống và đề xuất cải tạo.
• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong vòng 12 tháng, bao gồm thu thập số liệu (3 tháng), phân tích và mô phỏng (6 tháng), đề xuất giải pháp và hoàn thiện luận văn (3 tháng).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện trạng hệ thống thoát nước Biên Hòa quá tải và xuống cấp: Hệ thống cống thoát nước chung tại 5 phường nội ô không đáp ứng được lưu lượng nước mưa và nước thải, đặc biệt trong mùa mưa với lưu lượng nước mưa có thể lên đến 100 l/s/ha. Tình trạng tắc nghẽn do rác thải và cát bồi lắng làm giảm khả năng thoát nước từ 30-50% so với thiết kế ban đầu.

2. Mực nước sông và cửa xả tăng theo kịch bản biến đổi khí hậu: Mô phỏng SWMM cho thấy mực nước tại các cửa xả chính như CX1, CX5, CX6 và CX9 có xu hướng tăng từ 0,2 đến 0,5 m vào năm 2030 theo kịch bản B2, làm giảm khả năng thoát nước tự nhiên và tăng nguy cơ ngập úng.

3. Lượng mưa tiêu thiết kế tăng 7,5% đến 10% theo kịch bản BĐKH: Cường độ mưa thiết kế tại trạm Biên Hòa tăng từ 52 mm/3 ngày lên khoảng 56 mm/3 ngày, dẫn đến lưu lượng nước mưa tính toán tăng tương ứng, gây áp lực lớn lên hệ thống thoát nước hiện hữu.

4. Mô hình SWMM dự báo ngập úng kéo dài tại các điểm "điểm đen": Các tuyến đường như Phạm Văn Thuận, Đồng Khởi, Nguyễn Ái Quốc và 30-4 có độ sâu ngập từ 0,5 đến 1 m trong các trận mưa lớn kéo dài 20-30 phút, gây ùn tắc giao thông và ảnh hưởng đến sinh hoạt người dân.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của tình trạng ngập úng là do hệ thống thoát nước hiện tại không được thiết kế và nâng cấp phù hợp với tốc độ đô thị hóa và biến đổi khí hậu. Việc sử dụng hệ thống cống chung cho cả nước mưa và nước thải làm tăng nguy cơ tắc nghẽn, đặc biệt khi lượng mưa tăng theo kịch bản BĐKH. So sánh với các nghiên cứu tại các đô thị lớn khác cho thấy, việc tách riêng hệ thống thoát nước mưa và nước thải là giải pháp hiệu quả để giảm tải cho hệ thống.

Dữ liệu mô phỏng có thể được trình bày qua các biểu đồ diễn biến độ sâu nước tại các nút thoát nước, lưu lượng tổng tại các cửa xả và bản đồ phân bố ngập úng theo tần suất mưa, giúp minh họa rõ ràng mức độ ảnh hưởng của BĐKH đến hệ thống thoát nước. Kết quả cũng cho thấy cần thiết phải áp dụng các giải pháp điều hòa dòng chảy và tăng cường quản lý vận hành hệ thống để giảm thiểu ngập úng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Cải tạo và nâng cấp hệ thống thoát nước hiện hữu: Tăng kích thước đường ống, xây dựng thêm giếng thu nước và trạm bơm tại các điểm ngập "điểm đen" nhằm nâng cao khả năng thoát nước, dự kiến hoàn thành trong vòng 5 năm, do UBND thành phố phối hợp với Sở Xây dựng thực hiện.

2. Phân tách hệ thống thoát nước mưa và nước thải: Xây dựng hệ thống cống riêng biệt để giảm tải cho hệ thống chung, đồng thời nâng cao hiệu quả xử lý nước thải, áp dụng cho các khu vực nội ô và ngoại ô trong 7 năm tới.

3. Ứng dụng công nghệ mô phỏng và quản lý thông minh: Sử dụng phần mềm SWMM và các công cụ GIS để giám sát, dự báo và điều phối vận hành hệ thống thoát nước, giúp kịp thời xử lý các tình huống ngập úng, triển khai trong 3 năm đầu.

4. Phát triển các công trình điều hòa dòng chảy và hố thấm: Xây dựng hồ điều hòa, công viên sinh thái cho phép ngập tạm thời tại các vùng trũng, kết hợp với hố cây xanh thấm lọc trên hè phố để giảm lưu lượng đỉnh nước mưa, thực hiện đồng bộ trong 5 năm.

5. Tăng cường công tác quản lý, vận hành và tuyên truyền: Đào tạo nhân lực quản lý hệ thống thoát nước, tổ chức nạo vét, thu gom rác thải định kỳ trước mùa mưa, đồng thời nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ hệ thống thoát nước, triển khai liên tục hàng năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý đô thị và quy hoạch: Giúp xây dựng kế hoạch phát triển hạ tầng thoát nước phù hợp với kịch bản biến đổi khí hậu, nâng cao hiệu quả quản lý và vận hành hệ thống.

2. Các nhà nghiên cứu và chuyên gia môi trường, thủy lợi: Cung cấp cơ sở khoa học và mô hình phân tích để nghiên cứu sâu hơn về tác động của BĐKH đến hệ thống thoát nước đô thị.

3. Doanh nghiệp xây dựng và tư vấn kỹ thuật: Áp dụng các giải pháp kỹ thuật cải tạo, nâng cấp hệ thống thoát nước, đồng thời phát triển các công trình điều hòa dòng chảy và xử lý nước thải.

4. Cộng đồng dân cư và tổ chức xã hội: Nâng cao nhận thức về vai trò của hệ thống thoát nước, tham gia bảo vệ môi trường và phối hợp với chính quyền trong công tác phòng chống ngập úng.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao hệ thống thoát nước Biên Hòa lại bị quá tải?
   Hệ thống thoát nước hiện tại chủ yếu là hệ thống cống chung, thiết kế từ nhiều thập kỷ trước, không đáp ứng được lưu lượng nước mưa và nước thải tăng nhanh do đô thị hóa và biến đổi khí hậu, dẫn đến tắc nghẽn và ngập úng.

2. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng thế nào đến hệ thống thoát nước?
   BĐKH làm tăng cường độ và tần suất mưa lớn, mực nước biển dâng làm giảm khả năng thoát nước tự nhiên, gây áp lực lớn lên hệ thống thoát nước hiện hữu, làm tăng nguy cơ ngập lụt đô thị.

3. Mô hình SWMM được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu?
   SWMM mô phỏng quá trình thủy văn và thủy lực của hệ thống thoát nước, giúp dự báo lưu lượng, độ sâu nước và khả năng thoát nước trong các điều kiện khác nhau, từ đó đánh giá hiệu quả và đề xuất giải pháp cải tạo.

4. Giải pháp nào hiệu quả nhất để giảm ngập úng tại Biên Hòa?
   Phân tách hệ thống thoát nước mưa và nước thải, kết hợp với xây dựng hồ điều hòa, hố thấm và nâng cấp hệ thống cống thoát nước là các giải pháp hiệu quả, giúp giảm tải và điều hòa dòng chảy.

5. Làm thế nào để cộng đồng tham gia vào công tác phòng chống ngập?
   Cộng đồng có thể tham gia bằng cách giữ gìn vệ sinh môi trường, không xả rác bừa bãi, phối hợp với chính quyền trong việc bảo trì hệ thống thoát nước và nâng cao nhận thức về tác động của biến đổi khí hậu.

Kết luận

• Hệ thống thoát nước hiện tại của thành phố Biên Hòa đang quá tải và xuống cấp, không đáp ứng được yêu cầu thoát nước trong điều kiện biến đổi khí hậu.
• Biến đổi khí hậu làm tăng cường độ mưa và mực nước biển dâng, gây áp lực lớn lên hệ thống thoát nước, làm gia tăng nguy cơ ngập úng đô thị.
• Mô hình SWMM là công cụ hiệu quả để đánh giá và dự báo khả năng thoát nước, hỗ trợ đề xuất các giải pháp kỹ thuật phù hợp.
• Các giải pháp cải tạo hệ thống thoát nước, phân tách nước mưa và nước thải, xây dựng công trình điều hòa dòng chảy và nâng cao quản lý vận hành là cần thiết để thích ứng với BĐKH.
• Nghiên cứu đề xuất lộ trình thực hiện các giải pháp trong vòng 3-7 năm, đồng thời kêu gọi sự phối hợp của các cơ quan quản lý, doanh nghiệp và cộng đồng nhằm phát triển hệ thống thoát nước bền vững cho thành phố Biên Hòa.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng cuộc sống đô thị trong bối cảnh biến đổi khí hậu là nhiệm vụ cấp thiết của toàn xã hội.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về biến đổi khí hậu "BĐKH trái đất là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí quyển, thuỷ quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên nhân tự nhiên và nhân tạo". Ủy ban liên chính phủ về BĐKH (IPCC) đã thu thập các số liệu về BĐKH và hậu quả của nó cho hơn 20 năm. Sự phát triển công nghiệp toàn thế giới đã tạo ra khí thải nhà kính thải vào khí quyển với số lượng lớn.

BĐKH hiện nay là do nguyên nhân từ khí nhà kính, một số nguồn phát sinh là từ việc đốt nhiên liệu như than và dầu khiến cho hiệu ứng nhà kính tự nhiên trên hành tinh tăng lên. Những thay đổi về sử dụng đất và một số biến động về khí hậu tự nhiên cũng góp phần vào BĐKH gần đây. Một số hiện tượng của BĐKH, bao gồm: Hiệu ứng nhà kính, mưa axit, thủng tầng ô zôn, cháy rừng, lũ lụt, hạn hán, sa mạc hóa, hiện tượng sương khói, bão; những đợt nắng nóng gay gắt; tan băng; mực nước biển dâng; vv.vv… Biến đổi khí hậu tác động đến nguồn nước xảy ra trước hết làm thay đổi lượng mưa và phân bố mưa ở các vùng. Nhiệt độ tăng sẽ làm bốc hơi nhiều hơn và do đó mưa sẽ nhiều hơn.

Đặc điểm của mưa đối với từng khu vực cũng sẽ thay đổi. Lượng mưa có thể tăng lên hoặc giảm đi. Mùa mưa cũng sẽ có những thay đổi về thời gian bắt đầu và kết thúc. Tuy nhiên, lượng mưa tăng xảy ra không đồng đều.

Một số nơi mưa có thể tăng lên nhưng ở một số nơi khác mưa có thể giảm đi. Những thay đổi về mưa sẽ dẫn tới những thay đổi về dòng chảy của các con sông, tần suất và cường độ các trận lũ, tần suất và đặc điểm của hạn hán, lượng nước trong đất, việc cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt. Theo dự đoán, biến đổi khí hậu xảy ra sẽ làm cho lượng nước do sông ngòi cung cấp sẽ giảm đi đáng kể ở nhiều nơi trên thế giới như Úc, Ấn Độ, Nam Châu Phi, phần lớn Nam Mỹ, Châu Âu, Trung Phi và Đông Phi. Biến đổi khí hậu sẽ làm thay đổi sự phân bố nguồn nước, dòng chảy, chất lượng nước các sông và việc cung cấp nước ở đó.

Nếu xác định được những thay đổi của nước có thể có những giải pháp ứng phó cho nhiều vấn đề liên quan đến các lĩnh vực sử dụng nước như: sinh hoạt, công nghiệp, năng lượng, nông nghiệp, giao thông, quy hoạch, khai thác sử dụng và quản lý nguồn nước, bảo vệ môi trường thiên nhiên. Các hồ chứa cũng sẽ bị ảnh hưởng do biến đổi khí hậu. Lượng mưa lớn gây trượt lở đất và nhất là hiện tượng bồi lắng sẽ làm cho các hồ giảm sức chứa và nghiêm trọng hơn là thành hồ chết. Chất lượng nước các hồ cũng sẽ thay đổi.

Biến đổi khí hậu sẽ làm tăng các thiên tai liên quan đến nước, trong đó quan trọng nhất có lẽ là lũ lụt. Những năm gần đây các thiên tai liên quan đến nước 7 dường như xảy ra nhiều hơn. Lũ lụt xảy ra tại Châu Âu trong khoảng 10 năm trở lại đây đã làm nhiều người thiệt mạng và thiệt hại nhiều về của cải. Lũ lụt cũng xảy ra ở sông Dương Tử, ảnh hưởng đến đời sống của hàng triệu người, gây thiệt hại hàng chục tỷ đôla Mỹ.

Gió mùa, đặc biệt là gió mùa Tây Nam có ảnh hưởng rất lớn đến lượng mưa và do đó ảnh hưởng đến nguồn nước của nhiều quốc gia châu Á. Mỗi khi gió mùa Tây Nam đến muộn hoặc kết thúc sớm đều gây ra hạn hán cho nông nghiệp và dẫn đến những hậu quả rất tồi tệ cho hàng triệu người vốn chỉ sống bằng nghề nông ở nhiều nước Nam Á và Đông Nam Á. Nhưng ngược lại, mùa mưa kéo dài cũng có thể gây ra ngập lụt nhiều hơn, trên diện tích rộng hơn ở các lưu vực sông lớn. Một hậu quả nghiêm trọng khác của biến đổi khí hậu là hạn hán.

Những đợt hạn hán trầm trọng kéo dài có thể ảnh hưởng đến xã hội với quy mô rộng hơn nhiều so với lũ lụt. Hạn hán và kèm theo là hoang mạc hoá xảy ra ở nhiều vùng trên thế giới, làm tăng nguy cơ cháy rừng, gây ra những thiệt hại to lớn về kinh tế - xã hội và môi sinh. Thường kèm theo hạn hán là nạn cháy rừng. Nhiều cánh rừng nhiệt đới ở châu Á và ở Úc đã bị mất do nạn cháy rừng.

Những vụ cháy rừng rộng lớn ở Inđônêxia còn lan truyền khói bụi ảnh hưởng đến các nước lân cận. Khói bụi do cháy rừng gây ra làm giảm ánh sáng mặt trời, giảm nhiệt độ, do đó bốc hơi và mưa thường giảm đi và làm cho đám cháy càng to lên. Những thay đổi về chế độ dòng chảy, hạn hán và lũ lụt cũng sẽ ảnh hưởng rất lớn đến việc cung cấp và sử dụng nước. Nước mặt và nước ngầm có vai trò sống còn đối với nhiều nơi trên thế giới.

Nước cũng là lĩnh vực nhạy cảm đối với biến đổi khí hậu. Nước ngọt có khả năng bị tác động mạnh của biến đổi khí hậu. Biến đổi khí hậu cùng với nước biển dâng sẽ làm cho việc tiêu thoát nước trở nên rất khó khăn. Các nghiên cứu về ảnh hưởng của BĐKH đến hệ thống thoát nước trên thế giới.

- Báo cáo đánh giá lần thứ hai (1995), lần thứ ba (2001) và lần thứ tư (2007) của IPCC. - Sản phẩm của mô hình khí hậu toàn cầu (MRI-AGCM) với độ phân giải 20 km của Viện Nghiên cứu Khí tượng thuộc Cục Khí tượng Nhật Bản. - Báo cáo về kịch bản BĐKH cho Việt Nam của nhóm nghiên cứu thuộc trường Đại học Oxford, Vương quốc Anh. - Số liệu của vệ tinh TOPEX/POSEIDON và JASON 1 từ năm 1993; - Các nghiên cứu gần đây về nước biển dâng của thế giới: Trung tâm Thủy triều Quốc gia Australia (www.au); Ủy ban Mực nước biển thuộc Hội đồng Nghiên cứu Môi trường tự nhiên, Vương quốc Anh; Hệ thống quan trắc mực nước biển toàn cầu; Trung tâm mực nước biển của trường đại học.

8 - Tổng hợp của IPCC về các kịch bản nước biển dâng trong thế kỷ 21 ở các báo cáo đánh giá năm 2001 và năm 2007. - Các báo cáo về nước biển dâng của Tổ chức Tiempo thuộc Đại học Đông Anh. Các nghiên cứu về ảnh hưởng của BĐKH đến hệ thống thoát nước đã thực hiện tại Việt Nam. - Kịch bản BĐKH được xây dựng năm 1994 trong Báo cáo về biến đổi khí hậu ở châu Á do Ngân hàng phát triển châu Á tài trợ.

- Kịch bản BĐKH trong thông báo đầu tiên của Việt Nam cho Công ước khung của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu, (Viện KH KTTVMT, 2003). - Kịch bản BĐKH được xây dựng bằng phương pháp tổ hợp (phần mềm MAGICC/SCEN GEN 4.1) và phương pháp chi tiết hóa (Downscaling) thống kê cho Việt Nam và các khu vực nhỏ hơn (Viện KH KTTVMT, 2006). - Kịch bản BĐKH được xây dựng cho dự thảo thông báo lần hai của Việt Nam cho Công ước khung của Liên Hợp Quốc về BĐKH (Viện KH KTTVMT, 2007). - Kịch bản BĐKH xây dựng bằng phương pháp tổ hợp (phần mềm MAGICC/SCEN GEN 5.3) và phương pháp chi tiết hóa thống kê (Viện KH KTTVMT, 2008).

- Kịch bản biến đổi khí hậu cho khu vực Việt Nam được xây dựng bằng phương pháp động lực (Viện KH KTTVMT, SEA START, Trung tâm Hadley, 2008). - Số liệu quan trắc mực nước biển tại các trạm của Việt Nam. - Các nghiên cứu của Việt Nam về nước biển dâng như công trình Thủy triều biển Đông và sự dâng lên của mực nước ven bờ Việt Nam; Đánh giá sự huỷ hoại do mực nước biển dâng;. của Trung tâm Hải văn (Tổng cục Biển và Hải đảo Việt Nam - Bộ TNMT).

Diễn biến của BĐKH, nước biển dâng ở Việt Nam: Theo Thông báo quốc gia lần thứ 2 của Bộ Tài nguyên và Môi trường: Kể từ năm 1958 đến năm 2007, nhiệt độ trung bình năm ở Việt Nam tăng lên khoảng 0,5- 0,7 độ C. Nhiệt độ mùa đông tăng nhanh hơn nhiệt độ mùa hè và nhiệt độ ở các vùng phía Bắc tăng nhanh hơn các vùng phía Nam. Cụ thể như năm 2007, nhiệt độ trung bình cả năm tại Hà Nội, TP.Hồ Chí Minh và Đà Nẵng đều cao hơn trung bình của thập kỷ 1931-1940 là 0,8-1,3 độ C; cao hơn thập kỷ 1990-2000 là 0,4-0,5 độ C. Trên từng địa điểm, xu thế biến đổi của lượng mưa trung bình năm trên lãnh thổ nước ta không rõ rệt theo các thời kỳ và các vùng khác nhau.

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 trong 50 năm qua đã giảm khoảng 2%. Tuy vậy, biến đổi lượng mưa có xu hướng cực đoan, đó là tăng trong mùa mưa và giảm mạnh trong mùa khô. Bên cạnh đó, số đợt không khí lạnh ảnh hưởng tới Việt Nam cũng giảm rõ rệt trong 2 thập kỷ qua.

Các biểu hiện thời tiết dị thường xuất hiện ngày càng nhiều, tiêu biểu như đợt lạnh gây rét đậm, rét hại kéo dài 30 ngày trong tháng 1 và 9 tháng 2 năm 2008 ở Bắc Bộ, đã gây thiệt hại lớn về cây trồng, vật nuôi cho các địa phương ở đây. Đặc biệt, do tác động của BĐKH, trong khoảng 5-6 thập kỷ gần đây, tần số xoáy thuận nhiệt đới hoạt động trên Biển Đông tăng lên với tốc độ 0,4 cơn mỗi thập kỷ; tần số xoáy thuận nhiệt đới ảnh hưởng đến Việt Nam tăng với tốc độ 0,2 cơn mỗi thập kỷ và có cường độ mạnh xuất hiện nhiều hơn. Quỹ đạo của bão có dấu hiệu dịch chuyển dần về phía Nam và mùa mưa bão kết thúc muộn hơn. Nhiều cơn bão có đường đi bất thường và không theo quy luật.

Điển hình như “siêu” bão số 8 đã hoàng hành suốt dọc các tỉnh ven biển từ Nghệ An đến tận Quảng Ninh trong thời gian vừa qua. Về mực nước biển dâng, Số liệu quan trắc tại các trạm hải văn ven biển Việt Nam cho thấy, tốc độ dâng lên của mực nước biển trung bình hiện nay là khoảng 3mm/năm, tương đương với tốc độ tăng trung bình trên thế giới. Trong 50 năm qua, mực nước biển tại Trạm Hải văn Hòn Dáu tăng lên khoảng 20cm. Mực nước biển dâng đã và đang gây ngập lụt trên diện rộng, nhiễm mặn nguồn nước, ảnh hưởng lớn đến tài nguyên nước, các hoạt động sản xuất và dân sinh.

Các kịch bản biến đổi khí hậu: Bảng 1.