Luận văn thạc sĩ về quy hoạch và quản lý tài nguyên nước: Ứng phó với biến đổi khí hậu và nước biển dâng tại Quảng Ninh

• Tác giả: Đặng Quang Đạt
• Người hướng dẫn: PGS. TS. Ha Lương Thuần
• Trường học: Trường Đại học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước
• Đề tài: Giải Pháp Ứng Phó Biến Đổi Khí Hậu Và Nước Biển Dâng Cho Đê Biển Quảng Ninh
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Quảng Ninh

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: THỰC TRẠNG HỆ THỐNG ĐÊ ĐIỀU TỈNH QUẢNG NINH
• 1.1. Sơ bộ về tỉnh Quảng Ninh
• 1.1.1. Đặc điểm tự nhiên
• 1.1.1.1. Vị trí địa lý
• 1.1.2. Đặc điểm địa hình
• 1.1.3. Đặc điểm địa chất
• 1.1.4. Đặc điểm khí tượng - khí hậu
• 1.1.5. Mạng lưới sông ngòi
• 1.1.6. Đặc điểm hải văn
• 1.2. Hiện trạng dân sinh kinh tế - xã hội
• 1.3. Sản xuất nông - ngư nghiệp
• 1.4. Hiện trạng các tuyến đê biển Quảng Ninh
• 1.4.1. Hiện trạng về cơ sở hạ tầng
• 1.4.2. Các tuyến đê thành phố Móng Cái
• 1.4.3. Các tuyến đê huyện Hải Hà
• 1.4.4. Các tuyến đê huyện Đầm Hà
• 1.4.5. Các tuyến đê huyện Tiên Yên
• 1.4.6. Các tuyến đê huyện Vân Đồn
• 1.4.7. Các tuyến đê thành phố Hạ Long
• 1.4.8. Các tuyến đê thị xã Quảng Yên
• 1.4.9. Tuyến đê Hàng Sơn - Vành II - Thành phố Uông Bí
• 1.4.10. Tuyến đê Cẩm Hải - Thành phố Cẩm Phả
• 1.4.11. Tuyến đê Trường Xuân - Huyện Cô Tô
• 1.4.12. Hiện trạng cây ngập mặn
• 1.4.13. Hiện trạng quản lý
• 1.4.14. Thiệt hại do bão gây ra trong những năm gần đây
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC CHO CÁC GIẢI PHÁP
• 2.1. Tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến hệ thống đê biển tỉnh Quảng Ninh
• 2.1.1. Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng vùng Quảng Ninh
• 2.1.2. Tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng
• 2.1.3. Những hạn chế và tồn tại đối với hệ thống đê biển Quảng Ninh
• 2.2. Yêu cầu của công tác đê điều và phòng chống lụt bão
• 2.3. Những vấn đề đặt ra cho tuyến đê biển Quảng Ninh
• 2.3.1. Những vấn đề về thiết kế
• 2.3.2. Những vấn đề thi công
• 2.3.3. Những vấn đề về kết cấu
• 2.4. Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật cho nâng cấp tuyến đê
• 2.4.1. Lựa chọn mặt cắt ngang đặc trưng
• 2.4.2. Xác định các tham số thiết kế
• 3. CHƯƠNG 3: KIẾN NGHỊ CÁC GIẢI PHÁP ỨNG PHÓ VỚI BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ NƯỚC BIỂN DÂNG CHO CÁC TUYẾN ĐÊ BIỂN QUẢNG NINH
• 3.1. Nghiên cứu đề xuất các giải pháp công trình
• 3.1.1. Giải pháp quy hoạch
• 3.1.2. Giải pháp khoa học công nghệ
• 3.2. Nghiên cứu đề xuất các giải pháp phi công trình
• 3.2.1. Nâng cao nhận thức về biến đổi khí hậu và phòng chống lụt bão
• 3.2.2. Giải pháp tổ chức quản lý: Xã hội hóa trong công tác quản lý đê
• 3.2.3. Giải pháp trồng rừng ngập mặn
• 3.2.4. Các giải pháp phối hợp khác
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 1. Kết luận
• 2. Kiến nghị

I. Tác động của biến đổi khí hậu và nước biển dâng đến hệ thống đê biển tỉnh Quảng Ninh

Biến đổi khí hậu và nước biển dâng là những vấn đề nghiêm trọng mà tỉnh Quảng Ninh đang phải đối mặt. Theo các nghiên cứu, mực nước biển có thể dâng lên từ 0,5 đến 1,0 mét vào năm 2100, gây ra nguy cơ ngập lụt cho nhiều khu vực ven biển. Các tác động của biến đổi khí hậu không chỉ ảnh hưởng đến môi trường sống mà còn tác động trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp và sinh kế của người dân. Đặc biệt, các tuyến đê biển hiện tại chưa đủ khả năng chống đỡ trước các hiện tượng thời tiết cực đoan như bão và lũ lụt. Như một minh chứng, trong năm 2012, tỉnh Quảng Ninh đã phải hứng chịu nhiều cơn bão gây thiệt hại lớn cho kinh tế và đời sống xã hội. Điều này đặt ra yêu cầu cấp bách về việc nâng cấp và cải tạo hệ thống đê biển để bảo vệ an toàn cho cộng đồng dân cư và tài sản.

1.1. Kịch bản biến đổi khí hậu và nước biển dâng tại Quảng Ninh

Nghiên cứu hiện tại đã chỉ ra rằng, biến đổi khí hậu đang diễn ra với tốc độ nhanh chóng, gây ra các hiện tượng như tăng nhiệt độ, thay đổi lượng mưa và tăng cường tần suất của các cơn bão. Kịch bản dự báo cho thấy rằng mực nước biển sẽ tiếp tục dâng cao, đặc biệt là trong các mùa bão. Điều này không chỉ làm tăng nguy cơ ngập lụt mà còn có thể dẫn đến xói mòn bờ biển, phá hủy các hệ sinh thái ven biển như rừng ngập mặn, làm giảm khả năng bảo vệ tự nhiên cho các tuyến đê biển. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, nếu không có các biện pháp ứng phó kịp thời, nhiều khu vực ven biển sẽ phải đối mặt với tình trạng ngập lụt nghiêm trọng trong tương lai gần.

II. Các giải pháp ứng phó với biến đổi khí hậu và nước biển dâng

Để ứng phó với những thách thức mà biến đổi khí hậu và nước biển dâng mang lại, tỉnh Quảng Ninh cần triển khai một loạt các giải pháp đồng bộ. Trước hết, việc nâng cấp các tuyến đê biển hiện có là cần thiết, bao gồm việc sử dụng các công nghệ mới trong xây dựng và bảo trì để tăng cường khả năng chịu lực và độ bền của hệ thống. Ngoài ra, cần thực hiện các biện pháp phòng chống thiên tai, như xây dựng các công trình phòng ngừa lũ lụt và bão, nhằm bảo vệ an toàn cho người dân và tài sản. Hơn nữa, việc trồng rừng ngập mặn cũng là một giải pháp hiệu quả để bảo vệ bờ biển, tạo ra một hàng rào tự nhiên chống lại sóng biển và gió bão. Chính sách bảo vệ môi trường và quản lý tài nguyên nước cũng cần được chú trọng để đảm bảo phát triển bền vững trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

2.1. Giải pháp quy hoạch và quản lý tài nguyên

Một trong những giải pháp quan trọng là quy hoạch lại các khu vực ven biển, đảm bảo rằng các dự án phát triển không làm gia tăng nguy cơ ngập lụt. Việc quản lý tài nguyên nước cũng cần được thực hiện một cách hiệu quả để đảm bảo cung cấp nước sạch cho cộng đồng. Cần có chính sách khuyến khích người dân tham gia vào các hoạt động bảo vệ môi trường, như trồng cây và bảo tồn các hệ sinh thái tự nhiên. Sự tham gia của cộng đồng trong công tác quản lý tài nguyên sẽ giúp nâng cao nhận thức và trách nhiệm của người dân đối với môi trường, từ đó tạo ra những thay đổi tích cực trong hành vi bảo vệ môi trường.

III. Đánh giá thực trạng và đề xuất giải pháp cụ thể

Thực trạng hiện tại cho thấy, hệ thống đê biển của tỉnh Quảng Ninh đang phải đối mặt với nhiều thách thức lớn từ biến đổi khí hậu và nước biển dâng. Nhiều tuyến đê biển đã xuống cấp và không đủ khả năng bảo vệ trước các hiện tượng thời tiết cực đoan. Do đó, cần có các giải pháp cụ thể như nâng cấp kỹ thuật cho các tuyến đê biển, áp dụng các công nghệ mới trong xây dựng và bảo trì. Ngoài ra, việc khảo sát và đánh giá định kỳ tình trạng của các tuyến đê biển cũng rất quan trọng để phát hiện sớm các vấn đề và có biện pháp khắc phục kịp thời.

3.1. Nâng cao nhận thức cộng đồng về biến đổi khí hậu

Nâng cao nhận thức của cộng đồng về biến đổi khí hậu và nước biển dâng là một phần không thể thiếu trong chiến lược ứng phó. Các chương trình giáo dục và truyền thông cần được triển khai rộng rãi để người dân hiểu rõ về tác động của biến đổi khí hậu đến cuộc sống hàng ngày và tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường. Việc tổ chức các buổi hội thảo, tọa đàm và các hoạt động cộng đồng sẽ giúp tăng cường sự tham gia của người dân vào các hoạt động bảo vệ môi trường, từ đó góp phần xây dựng một cộng đồng bền vững.

Tổng quan nghiên cứu

Quảng Ninh là tỉnh ven biển có hệ thống đê biển phức tạp với chiều dài bờ biển khoảng 250 km, gồm 30 tuyến đê bảo vệ dân cư và sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản. Tỉnh chịu ảnh hưởng trực tiếp và nặng nề của biến đổi khí hậu (BĐKH) và nước biển dâng, đặc biệt là các cơn bão với tốc độ gió lên tới 40-50 m/s, trung bình mỗi năm có 3-5 cơn bão đổ bộ vào vùng. Năm 2012, Quảng Ninh chịu thiệt hại do bão ước tính khoảng 65 tỷ đồng. BĐKH đã làm gia tăng tần suất và cường độ các hiện tượng thiên tai như bão, lũ, hạn hán, ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống và sản xuất của người dân.

Mục tiêu nghiên cứu là đề xuất các giải pháp ứng phó với BĐKH và nước biển dâng cho các tuyến đê biển Quảng Ninh, nhằm nâng cao khả năng phòng chống thiên tai, bảo vệ an toàn dân cư và phát triển kinh tế xã hội bền vững. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào toàn bộ hệ thống đê biển trong tỉnh, với dữ liệu thu thập từ các trạm khí tượng, thủy văn, khảo sát thực địa và phân tích kỹ thuật công trình đê.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu đang diễn ra nhanh chóng, giúp tỉnh Quảng Ninh chủ động trong công tác quy hoạch, nâng cấp và quản lý hệ thống đê biển, giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế biển.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết biến đổi khí hậu và tác động đến hệ thống đê biển: Phân tích các kịch bản nước biển dâng, biến đổi khí hậu khu vực Quảng Ninh, tác động đến mực nước triều, sóng biển và lũ lụt.
• Mô hình kỹ thuật công trình đê biển: Áp dụng các tiêu chuẩn kỹ thuật về thiết kế, thi công và nâng cấp đê biển theo quy định hiện hành, bao gồm các chỉ tiêu về cao trình đỉnh đê, kết cấu bê tông, gia cố chân kè, mái đê và hệ thống thoát nước.
• Khái niệm chính: Biến đổi khí hậu (BĐKH), nước biển dâng (NBD), đê biển, rừng ngập mặn (RNM), phòng chống lụt bão (PCLB), quản lý đê điều, kỹ thuật gia cố đê.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Sử dụng số liệu khí tượng, thủy văn từ 16 trạm khí tượng và 11 trạm thủy văn trong vùng, dữ liệu khảo sát thực địa các tuyến đê biển, báo cáo thiệt hại thiên tai, tài liệu kỹ thuật và quy chuẩn xây dựng.
• Phương pháp phân tích: Kết hợp phân tích định tính và định lượng, sử dụng phương pháp phân tích hệ thống, đánh giá nhanh (PRA), phân tích theo khung logic (LFA), khảo sát thực địa và phỏng vấn chuyên gia.
• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Khảo sát toàn bộ 30 tuyến đê biển với chiều dài tổng cộng khoảng 160 km, tập trung vào các tuyến đê cấp IV và cấp III do địa phương quản lý, đặc biệt tuyến đê Hà Nam do Trung ương quản lý.
• Timeline nghiên cứu: Thu thập và phân tích dữ liệu từ năm 2010 đến 2013, khảo sát thực địa và đánh giá hiện trạng đê trong năm 2012, đề xuất giải pháp và hoàn thiện luận văn trong năm 2013.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện trạng đê biển Quảng Ninh còn nhiều hạn chế: Trong 30 tuyến đê, phần lớn là đê cấp IV do địa phương quản lý, nhiều đoạn chưa được đầu tư nâng cấp, mặt đê hẹp (2-3 m), cao trình đỉnh đê thấp (3-5 m), kết cấu bê tông và gia cố chưa đồng bộ. Ví dụ, tuyến đê Quảng Phong dài 5,3 km chưa được nâng cấp, mặt đê rộng 2-3 m, cao trình đỉnh đê +5,5 m, mái phía biển gia cố bằng đá lát khan chưa đảm bảo an toàn trước sóng lớn.

2. Ảnh hưởng nghiêm trọng của biến đổi khí hậu và nước biển dâng: Dự báo mực nước biển dâng có thể lên tới 0,5-1,0 m vào cuối thế kỷ 21, làm tăng nguy cơ ngập lụt và xói mòn bờ biển. Theo số liệu, tỷ lệ chiều dài quốc lộ và đường sắt có nguy cơ bị ảnh hưởng do nước biển dâng lần lượt là khoảng 20-30% và 15-25%. Tỷ lệ dân số vùng ven biển có nguy cơ bị ảnh hưởng trực tiếp lên tới 40%.

3. Thiệt hại do bão và thiên tai gia tăng: Năm 2012, Quảng Ninh chịu 4 cơn bão lớn, gây thiệt hại ước tính 65 tỷ đồng, với hàng trăm ngôi nhà bị tốc mái, hàng nghìn ha lúa và hoa màu bị ngập úng, cây xanh và rừng bị đổ gãy. Tần suất bão trung bình 5-6 cơn/năm, có năm lên tới 9-10 cơn.

4. Giá trị và vai trò của rừng ngập mặn trong bảo vệ đê biển: Diện tích rừng ngập mặn toàn tỉnh khoảng 668,7 ha, phân bố dọc các tuyến đê biển như Sông Khoai - Yên Giang (12.000 m), Đông Yên Hưng (6.800 m), Hà Nam (34.000 m). Rừng ngập mặn góp phần giảm xói mòn, hấp thụ sóng và bảo vệ chân đê hiệu quả.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của các hạn chế hiện trạng đê biển là do nguồn vốn đầu tư chưa đồng đều, công tác quản lý và bảo trì chưa hiệu quả, cùng với tác động ngày càng mạnh của BĐKH và nước biển dâng. So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả cho thấy Quảng Ninh có mức độ tổn thương cao do địa hình phức tạp, nhiều đảo và bãi bồi ven biển, khiến công tác bảo vệ đê gặp nhiều khó khăn.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thể hiện tỷ lệ chiều dài đê bị ảnh hưởng theo các mức nước biển dâng, bảng thống kê thiệt hại do bão qua các năm, và bản đồ phân bố rừng ngập mặn dọc các tuyến đê. Việc kết hợp các giải pháp kỹ thuật và sinh thái như trồng rừng ngập mặn, nâng cấp kết cấu đê, và cải thiện quản lý sẽ giúp tăng cường khả năng ứng phó với biến đổi khí hậu.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Nâng cấp và gia cố hệ thống đê biển: Tăng cao trình đỉnh đê lên mức an toàn tối thiểu +6 m, mở rộng mặt đê lên 5-6 m, sử dụng bê tông cốt thép M250 cho mặt đê và tường chắn sóng, gia cố chân kè bằng ống buy bê tông đúc sẵn. Thời gian thực hiện: 3-5 năm, chủ thể: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, UBND tỉnh.

2. Phát triển và bảo vệ rừng ngập mặn ven biển: Mở rộng diện tích rừng ngập mặn, trồng mới các loài cây chắn sóng như đước, mắm, sú, kết hợp với bảo vệ rừng hiện có. Thời gian: 5 năm, chủ thể: Ban quản lý rừng phòng hộ, các địa phương ven biển.

3. Tăng cường công tác quản lý và vận hành đê điều: Xã hội hóa công tác quản lý đê, đào tạo lực lượng quản lý đê nhân dân, xây dựng hệ thống giám sát và cảnh báo sớm thiên tai. Thời gian: 2 năm, chủ thể: UBND các huyện, thành phố, Chi cục Thủy lợi tỉnh.

4. Nâng cao nhận thức cộng đồng về biến đổi khí hậu và phòng chống thiên tai: Tổ chức các chương trình tuyên truyền, tập huấn kỹ năng ứng phó bão lũ, phối hợp với các tổ chức xã hội để tăng cường sự tham gia của người dân. Thời gian: liên tục, chủ thể: Sở Tài nguyên và Môi trường, các tổ chức xã hội.

5. Ứng dụng khoa học công nghệ trong thiết kế và thi công đê biển: Áp dụng các công nghệ bê tông lắp ghép, cấu kiện gia cố mái đê, sử dụng vật liệu mới chống xói mòn, kết hợp với mô hình thủy lực để tối ưu thiết kế. Thời gian: 3 năm, chủ thể: Viện Khoa học Thủy lợi, các đơn vị thi công.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý nhà nước về thủy lợi và phòng chống thiên tai: Giúp xây dựng chính sách, quy hoạch và kế hoạch nâng cấp hệ thống đê biển phù hợp với biến đổi khí hậu.

2. Các nhà nghiên cứu và chuyên gia kỹ thuật công trình thủy lợi: Cung cấp dữ liệu thực tiễn, phương pháp phân tích và giải pháp kỹ thuật để phát triển nghiên cứu sâu hơn.

3. Địa phương ven biển và cộng đồng dân cư: Nâng cao nhận thức, tham gia quản lý và bảo vệ đê biển, rừng ngập mặn, giảm thiểu rủi ro thiên tai.

4. Các tổ chức phi chính phủ và nhà tài trợ quốc tế: Tham khảo để hỗ trợ các dự án phát triển bền vững, ứng phó biến đổi khí hậu và bảo vệ môi trường ven biển.

Câu hỏi thường gặp

1. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng như thế nào đến hệ thống đê biển Quảng Ninh?
   Biến đổi khí hậu làm tăng mực nước biển, tần suất và cường độ bão, gây xói mòn bờ biển, làm giảm khả năng bảo vệ của đê. Ví dụ, mực nước biển dâng 0,5-1,0 m sẽ làm tăng nguy cơ ngập lụt và phá hủy đê.

2. Hiện trạng kỹ thuật của các tuyến đê biển hiện nay ra sao?
   Phần lớn đê cấp IV có mặt đê hẹp 2-3 m, cao trình đỉnh đê thấp, kết cấu bê tông và gia cố chưa đồng bộ, nhiều đoạn chưa được nâng cấp, dễ bị tổn thương khi bão lớn.

3. Rừng ngập mặn có vai trò gì trong bảo vệ đê biển?
   Rừng ngập mặn giảm sóng, hạn chế xói mòn chân đê, hấp thụ năng lượng sóng biển, góp phần bảo vệ đê và môi trường ven biển. Diện tích rừng ngập mặn Quảng Ninh khoảng 668,7 ha.

4. Giải pháp kỹ thuật nào được đề xuất để nâng cấp đê biển?
   Nâng cao đỉnh đê lên +6 m, mở rộng mặt đê, sử dụng bê tông cốt thép M250, gia cố chân kè bằng ống buy bê tông đúc sẵn, kết hợp trồng rừng ngập mặn và áp dụng công nghệ bê tông lắp ghép.

5. Làm thế nào để tăng cường quản lý và vận hành hệ thống đê?
   Xã hội hóa quản lý, đào tạo lực lượng quản lý đê nhân dân, xây dựng hệ thống giám sát, cảnh báo sớm, phối hợp cộng đồng và chính quyền địa phương trong công tác bảo trì và ứng phó thiên tai.

Kết luận

• Quảng Ninh có hệ thống đê biển phức tạp, chịu ảnh hưởng nặng nề của biến đổi khí hậu và nước biển dâng, với nhiều tuyến đê chưa được nâng cấp đồng bộ.
• Biến đổi khí hậu làm gia tăng tần suất bão, mực nước biển dâng, gây thiệt hại lớn cho sản xuất và dân sinh.
• Rừng ngập mặn đóng vai trò quan trọng trong bảo vệ đê biển, cần được phát triển và bảo vệ.
• Đề xuất các giải pháp kỹ thuật, quản lý và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm tăng cường khả năng ứng phó với biến đổi khí hậu.
• Tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện và triển khai các giải pháp trong 3-5 năm tới để bảo vệ bền vững hệ thống đê biển Quảng Ninh.

Call-to-action: Các cơ quan quản lý, nhà nghiên cứu và cộng đồng cần phối hợp chặt chẽ để thực hiện các giải pháp đề xuất, góp phần bảo vệ an toàn tính mạng và tài sản của người dân ven biển Quảng Ninh trước thách thức biến đổi khí hậu.