Tổng quan nghiên cứu

Theo báo cáo của Ngân hàng Thế giới và Báo cáo đánh giá lần thứ tư của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC), Việt Nam nằm trong nhóm 10 quốc gia chịu tổn thương nặng nề nhất do biến đổi khí hậu toàn cầu. Các mô hình dự báo chỉ ra rằng nếu mực nước biển dâng cao 1m, nước ta sẽ có khoảng 5% diện tích tự nhiên bị ngập, 11% dân số mất sinh kế, 7% sản lượng nông nghiệp bị suy giảm và kéo theo mức sụt giảm 10% tổng sản phẩm quốc nội (GDP). Tại khu vực Đông Nam Bộ, tỉnh Tây Ninh giữ vị trí chiến lược trong Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam với tổng diện tích tự nhiên 4.049 km2, sở hữu 240 km đường biên giới giáp Campuchia và hệ thống đồi lượn sóng có cao độ trung bình khoảng 15m so với mực nước biển. Địa bàn tỉnh quản lý hai trục tiêu thoát nước quan trọng là lưu vực sông Vàm Cỏ Đông và sông Sài Gòn, nơi đặt hồ thủy lợi Dầu Tiếng – công trình cấp nước tưới tiêu lớn nhất cả nước phục vụ trực tiếp cho hơn 17.500 ha đất canh tác nông nghiệp cùng nhu cầu sinh hoạt của hàng triệu cư dân liên tỉnh.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của luận văn bắt nguồn từ sự gia tăng bất thường về tần suất và cường độ của các hiện tượng thời tiết cực đoan như nắng nóng gay gắt, hạn hán kéo dài và ngập lụt do triều cường kết hợp mưa lớn. Mục tiêu cốt lõi của đề tài là đánh giá định lượng và xác định những tác động trực tiếp của biến đổi khí hậu đến trữ lượng, chế độ dòng chảy và chất lượng nguồn nước mặt trên địa bàn tỉnh Tây Ninh; từ đó xây dựng hệ thống các giải pháp thích ứng kỹ thuật và quản lý khả thi nhằm bảo vệ an ninh nguồn nước và thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội bền vững. Phạm vi nghiên cứu bao quát toàn bộ 9 đơn vị hành chính cấp huyện của tỉnh Tây Ninh trong khung thời gian lịch sử từ năm 1978 đến năm 2012 và mở rộng dự báo xu thế đến giai đoạn 2020–2030 theo các kịch bản biến đổi khí hậu quốc gia. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn, hỗ trợ các nhà hoạch định chính sách địa phương chủ động phương án bảo vệ môi trường nước, giảm thiểu rủi ro thiên tai vốn đã gây thiệt hại kinh tế lên tới hàng chục tỷ đồng trong giai đoạn 2001–2012.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng toàn diện khung lý thuyết về Biến đổi khí hậu toàn cầu do IPCC công bố kết hợp cùng Lý thuyết Quản lý Tổng hợp Tài nguyên Nước (IWRM). Báo cáo khoa học của IPCC chỉ rõ nồng độ khí carbon dioxide trong khí quyển đã gia tăng 80% trong giai đoạn 1970–2004, đạt mức 379 ppm vào năm 2005 và vượt xa ngưỡng dao động tự nhiên của 650.000 năm trước. Quá trình tích tụ phát thải này làm nhiệt độ bề mặt Trái Đất tăng trung bình 0,74 độ C trong giai đoạn 1906–2005, thúc đẩy mực nước biển dâng với tốc độ 3,1 mm/năm kể từ năm 1993 và làm biến dạng chu trình thủy văn trên quy mô lưu vực sông.

Mô hình nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự liên kết giữa các khái niệm then chốt:

  • Kịch bản phát thải biến đổi khí hậu: Vận dụng các kịch bản phát thải phát triển thấp (B1), trung bình (B2) và cao (A1FI) do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành năm 2012 để ngoại suy các biến thiên khí tượng thủy văn địa phương đến năm 2020 và 2030.
  • Năng lực thích ứng và Tính dễ bị tổn thương: Phân tích mức độ phơi bày của các hệ thống tự nhiên, kinh tế, xã hội trước các tác động thời tiết tiêu cực và khả năng phản ứng của chính quyền địa phương.
  • Hệ số khô hạn và Hệ số cạn kiệt dòng chảy: Lượng hóa tương quan giữa nhiệt độ, lượng bốc hơi bề mặt và lưu lượng dòng chảy kiệt trong mùa khô.
  • Hiện tượng phân tầng nhiệt và phú dưỡng hóa hồ chứa: Đánh giá cơ chế tích tụ chất ô nhiễm, thiếu hụt dưỡng khí oxy hòa tan và nguy cơ bùng phát tảo nở hoa tại các vùng nước mặt tĩnh khi nhiệt độ môi trường gia tăng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài được thu thập từ chuỗi số liệu quan trắc khí tượng thủy văn đồng bộ kéo dài 34 năm (1978–2011) tại trạm khí tượng thị xã Tây Ninh và 7 trạm đo mưa phân bố đều khắp các huyện, cùng chuỗi số liệu lưu lượng thủy văn tại trạm Cần Đăng và Gò Dầu Hạ. Dữ liệu chất lượng môi trường nước mặt kế thừa chuỗi quan trắc định kỳ 7 năm liên tục (2006–2012) từ Chi cục Bảo vệ Môi trường tỉnh Tây Ninh trên hai trục sông Vàm Cỏ Đông và sông Sài Gòn với các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh gồm pH, SS, DO, BOD5, COD, Coliform và N-NH4+.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ hệ thống các trạm đo đạc chuyên dụng trên địa bàn tỉnh kết hợp với mẫu điều tra xã hội học tại 100% các sở, ban, ngành liên quan (Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Sở Giao thông Vận tải) và khảo sát thực địa tại các cụm dân cư sinh sống ven sông thuộc 4 huyện xung yếu gồm Trảng Bàng, Gò Dầu, Bến Cầu và Châu Thành. Phương pháp chọn mẫu có chủ đích được áp dụng cho khối quản lý nhà nước nhằm thẩm định năng lực chính sách, kết hợp phương pháp chọn mẫu phân tầng ngẫu nhiên đối với cộng đồng dân cư địa phương để thu thập dữ liệu tổn thương thực tế.

Tổ hợp phương pháp phân tích chuyên sâu được lựa chọn bao gồm:

  • Phương pháp Đánh giá tổn thương nhanh (RVA): Thu thập thông tin định tính và định lượng về rủi ro khí hậu đối với các ngành nông nghiệp, giao thông, y tế và cấp thoát nước đô thị.
  • Công cụ Đánh giá và Quản lý Môi trường (TEAM): Phân tích tính phù hợp của các chính sách phát triển kinh tế - xã hội hiện hành với các tác động biến đổi khí hậu đến năm 2020.
  • Ma trận Quyết định Thích ứng (ADM): Đánh giá tính khả thi, hiệu quả môi trường và phân tích chi phí - lợi ích (Cost-Benefit Analysis) nhằm xếp hạng thứ tự ưu tiên cho danh mục các dự án hành động ứng phó.

Lý do lựa chọn tổ hợp phương pháp này nhằm đảm bảo tính logic từ nhận diện hiện trạng, định lượng hóa tác động qua các thuật toán thống kê trên phần mềm Excel, SPSS đến đề xuất danh mục dự án khả thi. Toàn bộ quy trình nghiên cứu được triển khai chặt chẽ trong khung thời gian 12 tháng, từ ngày 30 tháng 7 năm 2012 đến ngày 30 tháng 7 năm 2013.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, xu thế nhiệt độ không khí tại Tây Ninh gia tăng rõ rệt từ 0,5 đến 0,6 độ C qua mỗi nửa thế kỷ. Trong các tháng mùa khô, nhiệt độ thường xuyên duy trì ở ngưỡng cao từ 30 đến 33 độ C, cá biệt có nhiều chuỗi ngày nắng nóng gay gắt đạt đỉnh từ 37 đến 39 độ C. Nền nhiệt tăng cao thúc đẩy tổng lượng bốc hơi bề mặt duy trì ở mức rất lớn từ 1.000 đến 1.435 mm mỗi năm, làm cạn kiệt nguồn ẩm trong đất và gây căng thẳng nước nghiêm trọng.

Thứ hai, chu kỳ hạn hán khốc liệt được xác định sẽ tập trung xuất hiện vào các tháng 1, tháng 2 và tháng 3 trong hai giai đoạn trọng điểm là 2013–2016 và 2024–2028. Hệ số cạn kiệt nước trên sông Vàm Cỏ Đông suy giảm sâu, làm trầm trọng thêm tình trạng thiếu hụt nước mặt tại các huyện phía Tây Nam của tỉnh.

Thứ ba, chế độ mưa và lưu lượng dòng chảy biến động dị thường khi mùa mưa có xu hướng bắt đầu sớm hơn khoảng 1 tháng. Tổng lượng mưa mùa mưa chiếm tới 85–90% lượng mưa cả năm, gây ra tình trạng ngập úng nghiêm trọng. Theo kịch bản phát thải trung bình B2 kết hợp đỉnh lũ lịch sử năm 2000, diện tích ngập lụt mở rộng tại các vùng trũng thấp ven sông Vàm Cỏ Đông thuộc các huyện Châu Thành, Bến Cầu, Gò Dầu và Trảng Bàng, gây ngập hàng ngàn mét công trình giao thông và hàng trăm hecta lúa mùa.

Thứ tư, chất lượng môi trường nước mặt biến đổi tiêu cực theo mùa. Trong giai đoạn 2006–2012, nồng độ oxy hòa tan (DO) trên sông Vàm Cỏ Đông vào mùa khô thường xuyên giảm xuống dưới 4 mg/l, trong khi các chỉ tiêu ô nhiễm hữu cơ như BOD5, COD, amoni (N-NH4+) và Coliform vượt giới hạn cho phép của quy chuẩn môi trường từ 1,5 đến hơn 3 lần. Ngược lại, vào đầu mùa mưa, hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng (SS) tăng vọt do hiện tượng xói mòn và rửa trôi đất mặt từ các sườn dốc đổ vào lòng sông.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân căn bản của các diễn biến trên xuất phát từ đặc trưng địa hình đồi dốc lượn sóng kết hợp tình trạng suy giảm diện tích rừng phòng hộ đầu nguồn trong nhiều năm qua, làm mất đi dung tích điều tiết tự nhiên của lưu vực. Đối với hồ Dầu Tiếng, nhiệt độ không khí tăng cao đẩy nhanh hiện tượng phân tầng nhiệt, ngăn cản quá trình trao đổi oxy giữa các tầng nước và tạo điều kiện cho các hợp chất dinh dưỡng nitơ, photpho tích tụ ở đáy hồ, làm gia tăng nguy cơ bùng phát hiện tượng tảo nở hoa và suy giảm đa dạng sinh học thủy sinh.

Để nâng cao khả năng truyền tải dữ liệu khoa học, các kết quả nghiên cứu trong luận văn có thể được trực quan hóa hiệu quả thông qua hệ thống biểu đồ đường biểu diễn dao động nhiệt độ và lưu lượng dòng chảy trung bình tháng tại trạm Cần Đăng giai đoạn 2000–2030, kết hợp các bản đồ số hóa GIS thể hiện nguy cơ ngập lụt tỉnh Tây Ninh ứng với kịch bản nước biển dâng 9,0 cm vào năm 2020 và kịch bản cực đoan A1FI ngập 99 cm vào năm 2100. So sánh với các nghiên cứu thích ứng tại Thành phố Hồ Chí Minh, Khánh Hòa và Đắk Nông, tỉnh Tây Ninh mang tính chất đặc thù khi vừa phải đối phó với hiện tượng khô hạn gò đồi, vừa phải kiểm soát nguy cơ ngập lụt và xâm nhập mặn từ hạ lưu sông Vàm Cỏ Đông.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, nâng cấp, hiện đại hóa quy trình vận hành điều tiết nước liên hồ chứa và kiên cố hóa hệ thống kênh mương tưới tiêu thuộc hệ thống thủy lợi Dầu Tiếng. Mục tiêu hành động là đảm bảo cung cấp nước tưới ổn định cho 17.500 ha đất canh tác nông nghiệp và duy trì lưu lượng xả dòng chảy môi trường tối thiểu đạt từ 10 đến 15 m3/s trong các tháng kiệt nhằm đẩy mặn cho vùng hạ du. Lộ trình thực hiện trong giai đoạn 2014–2020 do Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Tây Ninh phối hợp cùng Công ty TNHH MTV Khai thác Thủy lợi Dầu Tiếng - Phước Hòa chủ trì.

Thứ hai, xây dựng và củng cố hệ thống đê bao ngăn lũ cục bộ kết hợp hệ thống cống điều tiết ngăn triều mặn tại 4 huyện trọng điểm phía Tây Nam gồm Châu Thành, Bến Cầu, Gò Dầu và Trảng Bàng. Mục tiêu là giảm 35% diện tích đất nông nghiệp bị ngập úng mùa lũ và ngăn chặn triều mặn xâm nhập sâu vào nội đồng trên sông Vàm Cỏ Đông. Lộ trình triển khai từ năm 2015 đến năm 2025 dưới sự điều phối của Ủy ban nhân dân tỉnh Tây Ninh và Sở Giao thông Vận tải.

Thứ ba, thiết lập mạng lưới quan trắc tự động liên tục và hệ thống cảnh báo sớm rủi ro hạn hán, ngập lụt và ô nhiễm nguồn nước mặt. Target cụ thể là phủ sóng 100% các điểm nút thủy văn nhạy cảm trên hai trục sông chính và các nhánh thượng nguồn hồ Dầu Tiếng. Lộ trình thực hiện trong giai đoạn 2014–2018 do Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Tây Ninh chịu trách nhiệm quản lý kỹ thuật.

Thứ tư, đẩy mạnh chương trình khoanh nuôi, tái sinh và trồng mới rừng phòng hộ lưu vực đầu nguồn sông Sài Gòn. Mục tiêu chiến lược là nâng độ che phủ rừng lưu vực lên trên 35%, qua đó giảm 25% lượng bùn cát bồi lắng vào lòng hồ Dầu Tiếng và gia tăng khả năng giữ nước ngầm bổ cập cho dòng chảy kiệt. Thời gian triển khai từ năm 2015 đến năm 2030 do Chi cục Kiểm lâm phối hợp cùng Ban Quản lý Rừng phòng hộ thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, các nhà quản lý và hoạch định chính sách tại các cơ quan chuyên môn như Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Tây Ninh và các tỉnh lân cận vùng Đông Nam Bộ. Luận văn cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng và khung phương pháp chuẩn để lồng ghép các kịch bản khí hậu vào Kế hoạch hành động ứng phó biến đổi khí hậu cấp tỉnh và quy hoạch sử dụng đất giai đoạn 2020–2030.

Thứ hai, đội ngũ kỹ sư và chuyên gia quản lý vận hành các công trình thủy lợi, đặc biệt là Ban quản lý hồ Dầu Tiếng và các công ty khai thác công trình thủy nông. Tài liệu mang lại các chỉ số tính toán thủy văn chi tiết giúp tối ưu hóa phương án điều tiết dung tích trữ và xả lũ an toàn trước các đợt mưa cực đoan.

Thứ ba, các nhà nghiên cứu khoa học, giảng viên và học viên cao học thuộc các chuyên ngành Quản lý Môi trường, Thủy văn học, Biến đổi Khí hậu và Kỹ thuật Tài nguyên Nước. Công trình là tài liệu tham khảo giá trị về ứng dụng tích hợp các công cụ RVA, TEAM và ma trận quyết định ADM trong phân tích môi trường thực địa.

Thứ tư, chính quyền địa phương cấp huyện, xã tại các vùng trũng thấp ven sông Vàm Cỏ Đông cùng các tổ chức xã hội phát triển cộng đồng. Đây là cẩm nang thực tiễn giúp xây dựng các phương án phòng chống thiên tai tại chỗ, bảo vệ sức khỏe người dân trước nguy cơ dịch bệnh sau lũ và chuyển đổi sinh kế nông nghiệp thích ứng hạn mặn.

Câu hỏi thường gặp

Biến đổi khí hậu gây tác động tiêu cực rõ nét nhất đến tài nguyên nước Tây Ninh vào thời gian nào? Tác động tiêu cực thể hiện rõ rệt nhất vào mùa khô từ tháng 1 đến tháng 3 trong các chu kỳ 2013–2016 và 2024–2028. Khi đó, nhiệt độ không khí tăng cao từ 37 đến 39 độ C kết hợp lượng bốc hơi vượt 1.000 mm/năm làm lưu lượng dòng chảy sông Vàm Cỏ Đông cạn kiệt nghiêm trọng.

Tại sao hồ Dầu Tiếng lại giữ vai trò đặc biệt nhạy cảm đối với các dao động khí hậu? Hồ Dầu Tiếng là hồ nhân tạo lớn nhất nước, cung cấp nước tưới cho 17.500 ha đất nông nghiệp và đẩy mặn cho hạ du. Khi khí hậu nóng lên và rừng đầu nguồn suy giảm, quá trình phân tầng nhiệt làm suy giảm oxy hòa tan, thúc đẩy phú dưỡng hóa và giảm dung tích hữu ích của hồ.

Các huyện nào trên địa bàn tỉnh Tây Ninh chịu rủi ro ngập lụt và hạn mặn cao nhất? Các huyện phía Tây Nam dọc lưu vực sông Vàm Cỏ Đông gồm Châu Thành, Bến Cầu, Gò Dầu và Trảng Bàng chịu rủi ro cao nhất. Khu vực này vừa bị ngập lụt diện rộng khi triều cường kết hợp mưa lớn, vừa bị xâm nhập mặn sâu vào mùa khô do dòng chảy thượng nguồn kiệt quệ.

Công cụ nào được sử dụng để xếp hạng các giải pháp ứng phó ưu tiên trong luận văn? Luận văn tích hợp phương pháp Đánh giá tổn thương nhanh RVA, công cụ Quản lý Môi trường TEAM và Ma trận Quyết định Thích ứng ADM. Quy trình này phân tích định lượng chi phí - lợi ích và hiệu quả môi trường của từng giải pháp dựa trên thang điểm chuẩn hóa khoa học.

Chất lượng nước mặt trên sông Vàm Cỏ Đông biến đổi thế nào dưới tác động của nhiệt độ tăng? Nhiệt độ nước tăng cao làm giảm độ tan của oxy, khiến chỉ số DO giảm dưới 4 mg/l vào mùa khô. Đồng thời, dòng chảy kiệt làm giảm khả năng tự làm sạch của sông, dẫn đến sự gia tăng nồng độ chất ô nhiễm hữu cơ BOD5, COD và vi khuẩn Coliform vượt tiêu chuẩn.

Kết luận

  • Luận văn đã phân tích toàn diện chuỗi số liệu khí tượng thủy văn 34 năm (1978–2011) và chất lượng nước 7 năm (2006–2012), xác lập bức tranh tổng thể về tác động của biến đổi khí hậu trên địa bàn tỉnh Tây Ninh.
  • Nghiên cứu đã định lượng hóa mức tăng nhiệt độ 0,5–0,6 độ C qua 50 năm, chỉ ra chu kỳ hạn hán nghiêm trọng 2013–2016, 2024–2028 và xác định vùng ngập úng trọng điểm tại 4 huyện phía Tây Nam theo các kịch bản B2 và A1FI.
  • Đề tài đã ứng dụng thành công tổ hợp công cụ hiện đại RVA, TEAM và ADM để phân tích chi phí - lợi ích và xây dựng thứ tự ưu tiên cho hệ thống các giải pháp thích ứng kỹ thuật và quản lý môi trường.
  • Đóng góp khoa học cốt lõi của công trình là cung cấp luận cứ định lượng chính xác phục vụ xây dựng và điều chỉnh Kế hoạch hành động ứng phó biến đổi khí hậu của tỉnh Tây Ninh giai đoạn 2014–2020 và tầm nhìn 2030.
  • Các cơ quan quản lý nhà nước và đơn vị khai thác thủy lợi cần sớm triển khai ứng dụng các giải pháp ưu tiên trong luận văn vào công tác vận hành hồ chứa, kiên cố hóa đê bao và nâng cao năng lực thích ứng cộng đồng ngay từ giai đoạn 2014–2015.