Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đang là thách thức lớn nhất của thế kỷ 21, ảnh hưởng sâu rộng đến các lĩnh vực kinh tế - xã hội và môi trường toàn cầu. Tại Việt Nam, đặc biệt là khu vực Bắc Trung Bộ như tỉnh Quảng Bình, các hiện tượng thời tiết cực đoan như hạn hán kéo dài, lũ lụt nghiêm trọng, xâm nhập mặn ngày càng gia tăng, gây ra tình trạng thiếu hụt nước nghiêm trọng. Hồ chứa nước Phú Vinh, thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình, với dung tích hơn 22 triệu m³, là công trình thủy lợi quan trọng phục vụ tưới tiêu nông nghiệp và cấp nước sinh hoạt cho thành phố. Tuy nhiên, công trình này đang đối mặt với nhiều thách thức do tác động của BĐKH và sự phát triển kinh tế - xã hội, dẫn đến thiếu hụt nước cấp nghiêm trọng.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá mức độ ảnh hưởng của BĐKH và phát triển kinh tế - xã hội đến khả năng cấp nước của hồ chứa Phú Vinh, từ đó đề xuất các giải pháp ứng phó hiệu quả nhằm giảm thiểu thiệt hại và đảm bảo phát triển bền vững. Nghiên cứu tập trung vào phân tích nhu cầu nước của các đối tượng sử dụng trong hệ thống, bao gồm nông nghiệp, sinh hoạt, du lịch, chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản, đồng thời tính toán cân bằng nước trong các kịch bản BĐKH đến năm 2065. Phạm vi nghiên cứu bao gồm hồ chứa Phú Vinh và vùng phụ cận, với dữ liệu thu thập từ giai đoạn 1986-2016 và dự báo đến năm 2065.

Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp cơ sở khoa học cho việc quản lý, vận hành hồ chứa nước trong điều kiện biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế - xã hội, góp phần đảm bảo an ninh nguồn nước, phát triển nông nghiệp và nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân địa phương.

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 hệ thống: Xem hồ chứa nước và các đối tượng sử dụng nước như một hệ thống liên kết chặt chẽ, phân tích tương tác giữa các thành phần trong điều kiện biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế - xã hội.
  • Mô hình cân bằng nước: Tính toán cân bằng giữa nguồn nước đến hồ, nhu cầu sử dụng nước và dòng chảy môi trường, áp dụng các kịch bản biến đổi khí hậu (RCP4.5) và phát triển kinh tế đến năm 2065.
  • Khái niệm về biến đổi khí hậu và tác động đến tài nguyên nước: Bao gồm các khái niệm về nhiệt độ trung bình, lượng mưa, mực nước biển dâng, hiện tượng El-Nino, La-Nina và ảnh hưởng của chúng đến nguồn nước mặt và nước ngầm.
  • Khái niệm về quản lý tài nguyên nước bền vững: Tập trung vào việc sử dụng hiệu quả nguồn nước, giảm thất thoát và thích ứng với biến đổi khí hậu.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Số liệu khí tượng thủy văn (nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm, vận tốc gió) từ trạm Đồng Hới giai đoạn 1986-2016; số liệu lưu lượng dòng chảy, dung tích hồ chứa, nhu cầu nước các ngành (nông nghiệp, sinh hoạt, du lịch, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản); dữ liệu quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội thành phố Đồng Hới.
  • Phương pháp chọn mẫu: Thu thập toàn bộ số liệu quan trắc và thống kê liên quan đến hồ chứa Phú Vinh và vùng phụ cận, đảm bảo tính đại diện và đầy đủ cho phân tích.
  • Phương pháp phân tích:
    • Phân tích thống kê mô tả các biến khí hậu và thủy văn.
    • Mô hình hóa cân bằng nước sử dụng phương pháp phân tích hệ thống và mô phỏng kịch bản BĐKH RCP4.5.
    • Tính toán nhu cầu nước theo từng đối tượng sử dụng, so sánh với nguồn nước đến hồ để xác định mức độ thiếu hụt.
    • Đánh giá tác động của BĐKH và phát triển kinh tế - xã hội đến cân bằng nước.
  • Timeline nghiên cứu:
    • Thu thập và xử lý số liệu giai đoạn 1986-2016.
    • Mô phỏng và phân tích kịch bản BĐKH đến các giai đoạn 2016-2035 và 2046-2065.
    • Đề xuất giải pháp ứng phó dựa trên kết quả phân tích.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Tăng nhiệt độ và biến động lượng mưa: Nhiệt độ trung bình tại khu vực Đồng Hới tăng khoảng 0,5-0,7°C trong giai đoạn 1986-2016, dự báo tăng thêm 1,3-2,4°C đến giữa thế kỷ 21 theo kịch bản RCP4.5. Lượng mưa trung bình năm có xu hướng tăng 5-15%, nhưng lượng mưa mùa khô giảm, gây áp lực lên nguồn nước trong mùa khô.

  2. Thiếu hụt nước cấp hồ chứa Phú Vinh: Cân bằng nước cho thấy hồ chứa thiếu hụt nước cấp khoảng 20-30% trong mùa khô hiện tại (2006-2016), dự báo thiếu hụt tăng lên 35-40% vào giai đoạn 2016-2035 và có thể lên đến 45-50% vào giai đoạn 2046-2065 do tác động của BĐKH và phát triển kinh tế - xã hội.

  3. Nhu cầu nước tăng mạnh: Nhu cầu nước cho nông nghiệp, sinh hoạt, du lịch và nuôi trồng thủy sản tăng trung bình 15-20% giai đoạn 2016-2035, đặc biệt nhu cầu nước sinh hoạt và du lịch tăng trên 25% do phát triển đô thị và dịch vụ.

  4. Hiện trạng công trình xuống cấp: Đập chính và các công trình phụ của hồ chứa Phú Vinh đã xuống cấp nghiêm trọng, gây thất thoát nước và giảm hiệu quả vận hành, làm tăng nguy cơ thiếu hụt nước cấp.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của tình trạng thiếu hụt nước là sự gia tăng nhiệt độ và biến đổi lượng mưa theo mùa, làm giảm nguồn nước mùa khô trong khi nhu cầu nước tăng do phát triển kinh tế - xã hội. So với các nghiên cứu tương tự ở miền Trung Việt Nam, mức độ thiếu hụt nước tại hồ Phú Vinh tương đối nghiêm trọng do đặc điểm địa hình hẹp, địa chất phức tạp và công trình thủy lợi đã xuống cấp.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ biến động nhiệt độ và lượng mưa theo năm, bảng cân bằng nước so sánh nhu cầu và nguồn cung, cũng như bản đồ hiện trạng công trình thủy lợi. Kết quả nhấn mạnh sự cần thiết của việc nâng cấp công trình và áp dụng các giải pháp quản lý nguồn nước hiệu quả để thích ứng với BĐKH.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Nâng cấp và sửa chữa công trình thủy lợi: Tập trung gia cố đập chính, cải tạo hệ thống kênh dẫn, sửa chữa cống lấy nước và tràn xả lũ nhằm giảm thất thoát nước, đảm bảo an toàn công trình. Thời gian thực hiện ưu tiên trong 2-3 năm tới, chủ thể là Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Quảng Bình phối hợp với đơn vị khai thác thủy lợi.

  2. Áp dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm nước: Khuyến khích chuyển đổi cơ cấu cây trồng sang các loại cây chịu hạn, áp dụng công nghệ tưới nhỏ giọt, tưới phun nhằm giảm nhu cầu nước nông nghiệp khoảng 15-20% trong vòng 5 năm. Chủ thể là các hợp tác xã nông nghiệp và người dân địa phương.

  3. Quản lý và điều tiết nguồn nước hiệu quả: Xây dựng kế hoạch điều tiết nước dựa trên dự báo khí tượng thủy văn, ưu tiên cấp nước sinh hoạt và du lịch, hạn chế cấp nước cho các hoạt động không thiết yếu trong mùa khô. Thời gian triển khai liên tục, chủ thể là Ban quản lý hồ chứa và chính quyền địa phương.

  4. Phát triển nguồn nước bổ sung: Khai thác và tích trữ nước mưa, xây dựng các công trình trữ nước nhỏ bổ sung nhằm giảm áp lực lên hồ chứa chính. Thời gian thực hiện trong 3-5 năm, chủ thể là các cơ quan quản lý tài nguyên nước và địa phương.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý tài nguyên nước và thủy lợi: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Ban quản lý hồ chứa nước Phú Vinh có thể sử dụng kết quả để lập kế hoạch nâng cấp công trình và quản lý nguồn nước hiệu quả.

  2. Nhà hoạch định chính sách phát triển kinh tế - xã hội: UBND tỉnh Quảng Bình và thành phố Đồng Hới có thể tham khảo để xây dựng các chính sách phát triển bền vững, cân đối giữa phát triển kinh tế và bảo vệ tài nguyên nước.

  3. Các tổ chức nghiên cứu và đào tạo: Các viện nghiên cứu, trường đại học chuyên ngành tài nguyên nước, môi trường và biến đổi khí hậu có thể sử dụng luận văn làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu tiếp theo.

  4. Người dân và hợp tác xã nông nghiệp: Đặc biệt là các hộ nông dân và hợp tác xã trong vùng hồ chứa Phú Vinh, giúp họ hiểu rõ tác động của BĐKH và áp dụng các giải pháp tưới tiêu tiết kiệm, chuyển đổi cây trồng phù hợp.

Câu hỏi thường gặp

  1. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng thế nào đến nguồn nước hồ Phú Vinh?
    Biến đổi khí hậu làm tăng nhiệt độ trung bình và biến động lượng mưa, đặc biệt giảm lượng mưa mùa khô, dẫn đến giảm nguồn nước bổ sung cho hồ, gây thiếu hụt nước cấp trong mùa khô.

  2. Nhu cầu nước các ngành sử dụng thay đổi ra sao trong tương lai?
    Nhu cầu nước tăng khoảng 15-25% đến năm 2035, chủ yếu do phát triển kinh tế, tăng dân số, mở rộng diện tích tưới và phát triển du lịch, sinh hoạt.

  3. Hiện trạng công trình thủy lợi hồ Phú Vinh như thế nào?
    Công trình đã xây dựng từ năm 1993, nhiều hạng mục như đập chính, cống lấy nước, kênh dẫn đã xuống cấp, gây thất thoát nước và nguy cơ mất an toàn.

  4. Giải pháp nào ưu tiên để giảm thiểu thiếu hụt nước?
    Ưu tiên nâng cấp công trình thủy lợi, áp dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm, quản lý điều tiết nước hợp lý và phát triển nguồn nước bổ sung như tích trữ nước mưa.

  5. Ai là chủ thể thực hiện các giải pháp này?
    Chủ thể chính là các cơ quan quản lý thủy lợi, chính quyền địa phương, hợp tác xã nông nghiệp và người dân trong vùng hồ chứa.

Kết luận

  • Biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế - xã hội đã và đang làm gia tăng áp lực thiếu hụt nước tại hồ chứa Phú Vinh, đặc biệt trong mùa khô.
  • Nhiệt độ tăng 0,5-0,7°C và lượng mưa biến động làm giảm nguồn nước bổ sung, trong khi nhu cầu nước tăng 15-25% đến năm 2035.
  • Công trình thủy lợi hồ Phú Vinh đã xuống cấp nghiêm trọng, làm tăng thất thoát nước và nguy cơ mất an toàn.
  • Cần ưu tiên nâng cấp công trình, áp dụng kỹ thuật tưới tiết kiệm, quản lý điều tiết nước và phát triển nguồn nước bổ sung để đảm bảo an ninh nguồn nước.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho các cơ quan quản lý và chính quyền địa phương trong việc xây dựng kế hoạch ứng phó với biến đổi khí hậu và phát triển bền vững vùng Bắc Trung Bộ.

Hành động tiếp theo: Triển khai các giải pháp ưu tiên trong vòng 2-3 năm tới, đồng thời tiếp tục theo dõi, cập nhật dữ liệu khí tượng thủy văn để điều chỉnh kế hoạch quản lý nguồn nước phù hợp. Các cơ quan liên quan cần phối hợp chặt chẽ để đảm bảo hiệu quả thực thi.