Tổng quan nghiên cứu

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đang là thách thức toàn cầu, ảnh hưởng sâu rộng đến môi trường, kinh tế và xã hội. Tại Việt Nam, đặc biệt là huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh, tốc độ đô thị hóa và công nghiệp hóa tăng nhanh đã làm diện tích đất nông nghiệp giảm 20% và dự kiến tăng lên 50% vào năm 2030. Đồng thời, hiện tượng thời tiết cực đoan và biến đổi thủy văn làm hệ số tiêu nước tăng, gây ra tình trạng úng ngập thường xuyên. Hệ thống thủy lợi hiện tại với nhiều công trình đã xuống cấp, cùng với việc sông trục và kênh mương bị bồi lắng, thu hẹp lòng dẫn, làm giảm khả năng tiêu thoát nước. Diện tích tiêu tự chảy hiện có hơn 100 ha nhưng không còn hiệu quả, buộc phải chuyển sang tiêu động lực.

Mục tiêu nghiên cứu là đề xuất các giải pháp tiêu nước xét đến ảnh hưởng của BĐKH nhằm phát triển bền vững kinh tế - xã hội huyện Gia Bình. Phạm vi nghiên cứu bao gồm toàn bộ 14 xã và thị trấn của huyện, với thời gian khảo sát và phân tích dữ liệu từ các báo cáo, số liệu thực tế và kịch bản BĐKH đến năm 2030. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên nước, giảm thiểu thiệt hại do ngập úng, đồng thời hỗ trợ phát triển nông nghiệp, công nghiệp và đô thị theo hướng bền vững.

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 thủy văn: Phân tích các kịch bản phát thải khí nhà kính và dự báo biến đổi nhiệt độ, lượng mưa, mực nước biển dâng ảnh hưởng đến hệ thống thủy lợi.
  • Mô hình cân bằng nước và tiêu thoát nước: Áp dụng mô hình thủy lực và thủy văn để tính toán cân bằng nước, cân bằng tiêu cho các khu vực tiêu chính.
  • Khái niệm tiêu tự chảy và tiêu động lực: Phân biệt và đánh giá hiệu quả của hai hình thức tiêu nước trong điều kiện biến đổi khí hậu và phát triển kinh tế xã hội.
  • Mô hình phân vùng tiêu: Phân chia khu vực nghiên cứu thành các vùng tiêu dựa trên đặc điểm địa hình, thủy văn và hiện trạng công trình thủy lợi.
  • Lý thuyết phát triển bền vững: Đảm bảo các giải pháp tiêu nước không chỉ giải quyết vấn đề ngập úng mà còn thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội lâu dài.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu từ các báo cáo của cơ quan nhà nước, tài liệu khoa học, khảo sát thực địa tại huyện Gia Bình, số liệu khí tượng thủy văn từ các trạm quan trắc, dữ liệu dân số và kinh tế xã hội.
  • Phương pháp chọn mẫu: Lựa chọn toàn bộ 14 xã và thị trấn trong huyện Gia Bình làm mẫu nghiên cứu để đảm bảo tính toàn diện.
  • Phân tích số liệu: Sử dụng phần mềm Excel để xử lý thống kê, biểu đồ và bảng biểu thể hiện các chỉ số khí hậu, thủy văn, dân số, diện tích đất và công trình thủy lợi.
  • Mô hình hóa thủy lực và thủy văn: Áp dụng mô hình MIKE 11 và các mô hình cân bằng nước để tính toán nhu cầu tiêu nước hiện tại và dự báo đến năm 2030 theo kịch bản BĐKH.
  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ năm 2013 đến 2015, bao gồm thu thập số liệu, phân tích, mô hình hóa và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng ngập úng và hệ thống tiêu nước: Diện tích ngập úng trung bình hàng năm khoảng 700-1.100 ha, tập trung tại các xã Song Giang, Giang Sơn, Đại Lai, Lãng Ngâm, thị trấn Gia Bình, Xuân Lai, Đông Cứu, Bình Dương. Hệ thống trạm bơm tiêu gồm 56 công trình, trong đó 6 do nhà nước quản lý, diện tích tiêu thực tế đạt 79% so với thiết kế. Diện tích tiêu tự chảy chỉ chiếm 4,16% nhưng hiện không còn hiệu quả, buộc chuyển sang tiêu động lực chiếm 95,84%.

  2. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu: Lượng mưa trên địa bàn tăng khoảng 1% so với giai đoạn 1980-1999, với xu hướng mưa tập trung vào tháng 7 và 8 chiếm 35-38% tổng lượng mưa năm, gây áp lực lớn lên hệ thống tiêu thoát nước. Nhiệt độ trung bình dự kiến tăng từ 0,5 đến 2,3°C đến năm 2100 theo kịch bản phát thải trung bình. Lượng mưa ngày lớn nhất có thể tăng đến 56% vào cuối thế kỷ 21.

  3. Phân vùng tiêu nước: Huyện Gia Bình được chia thành 3 khu tiêu chính: Song Giang - Giang Sơn (1.354 ha), Sông Móng - Sông Ngụ (6.252 ha), và Đại Quảng Bình (1.144 ha). Các khu tiêu này có đặc điểm địa hình, thủy văn và công trình tiêu khác nhau, ảnh hưởng đến hiệu quả tiêu thoát nước.

  4. Nhu cầu tiêu nước và cân bằng nước: Nhu cầu tiêu nước tăng theo định hướng phát triển kinh tế xã hội, đặc biệt là sự mở rộng diện tích công nghiệp và đô thị. Cân bằng nước tính toán cho các khu tiêu cho thấy cần nâng cấp công suất trạm bơm và cải tạo kênh mương để đáp ứng nhu cầu tiêu thoát nước trong điều kiện BĐKH.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của tình trạng ngập úng là sự kết hợp giữa biến đổi khí hậu làm tăng lượng mưa cục bộ và hiện trạng công trình thủy lợi xuống cấp, không đồng bộ. Việc thu hẹp lòng sông, kênh do bồi lắng và xây dựng trái phép làm giảm khả năng tiêu thoát nước. So sánh với các nghiên cứu quốc tế, như tại Malaysia và Trung Quốc, các nguyên nhân tương tự cũng được xác định, đồng thời các giải pháp kết hợp công trình và phi công trình được khuyến nghị.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ lượng mưa trung bình tháng, bảng thống kê diện tích tiêu và công suất trạm bơm, biểu đồ dự báo nhiệt độ và lượng mưa theo kịch bản BĐKH. Những kết quả này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc nâng cấp hệ thống tiêu nước và áp dụng các giải pháp quản lý bền vững để giảm thiểu thiệt hại do ngập úng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Nâng cấp và xây mới hệ thống trạm bơm tiêu: Tăng công suất các trạm bơm hiện có, đặc biệt tại khu tiêu Sông Móng - Sông Ngụ và Song Giang - Giang Sơn, nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thoát nước tăng do BĐKH và phát triển kinh tế xã hội. Thời gian thực hiện trong 5 năm tới, do Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn chủ trì.

  2. Cải tạo, nạo vét kênh trục và kênh nội đồng: Đẩy mạnh công tác nạo vét, khôi phục mặt cắt kênh, xử lý các điểm bị bồi lắng và thu hẹp lòng dẫn, đảm bảo dòng chảy thông suốt. Thực hiện định kỳ hàng năm, phối hợp giữa chính quyền địa phương và các đơn vị quản lý thủy lợi.

  3. Áp dụng giải pháp tiêu nước chủ động bằng động lực: Thay thế dần hình thức tiêu tự chảy bằng hệ thống bơm tiêu động lực để chủ động kiểm soát mực nước, giảm thiểu ngập úng trong mùa mưa và lũ. Triển khai đồng bộ trong vòng 3-5 năm, với sự hỗ trợ kỹ thuật và đầu tư từ Nhà nước.

  4. Tăng cường quản lý và bảo vệ hệ thống thủy lợi: Ban hành chính sách khuyến khích sự tham gia của người dân trong quản lý, bảo vệ kênh mương, chống lấn chiếm, xả thải gây ô nhiễm và thu hẹp lòng kênh. Tổ chức tuyên truyền, giám sát thường xuyên, đảm bảo hiệu quả lâu dài.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên nước và thủy lợi: Sử dụng kết quả nghiên cứu để lập kế hoạch đầu tư, nâng cấp hệ thống thủy lợi, xây dựng chính sách quản lý tài nguyên nước phù hợp với biến đổi khí hậu.

  2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành kỹ thuật tài nguyên nước, môi trường: Tham khảo phương pháp phân tích, mô hình hóa và đề xuất giải pháp tiêu nước trong điều kiện biến đổi khí hậu, phục vụ cho các nghiên cứu chuyên sâu và luận văn.

  3. Chính quyền địa phương huyện Gia Bình và tỉnh Bắc Ninh: Áp dụng các giải pháp đề xuất để phát triển kinh tế xã hội bền vững, giảm thiểu thiệt hại do ngập úng, nâng cao chất lượng cuộc sống người dân.

  4. Các doanh nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực nông nghiệp, công nghiệp và đô thị: Hiểu rõ tác động của biến đổi khí hậu đến hệ thống thủy lợi và tiêu nước, từ đó điều chỉnh kế hoạch sản xuất, đầu tư hạ tầng phù hợp.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần chuyển từ tiêu tự chảy sang tiêu động lực?
    Tiêu tự chảy hiện không còn hiệu quả do mực nước sông trục dâng cao và lòng kênh bị thu hẹp. Tiêu động lực sử dụng bơm giúp chủ động kiểm soát mực nước, giảm ngập úng, đặc biệt trong điều kiện biến đổi khí hậu với lượng mưa tăng.

  2. Biến đổi khí hậu ảnh hưởng thế nào đến hệ thống tiêu nước huyện Gia Bình?
    BĐKH làm tăng lượng mưa tập trung vào mùa mưa, gây áp lực lớn lên hệ thống tiêu thoát nước. Nhiệt độ tăng cũng ảnh hưởng đến bốc hơi và cân bằng nước, đòi hỏi hệ thống tiêu phải được nâng cấp để thích ứng.

  3. Các giải pháp phi công trình được đề xuất là gì?
    Bao gồm tăng cường quản lý, bảo vệ hệ thống thủy lợi, tuyên truyền nâng cao ý thức cộng đồng, xây dựng chính sách khuyến khích bảo vệ kênh mương, chống lấn chiếm và ô nhiễm.

  4. Làm thế nào để đảm bảo tính bền vững của các giải pháp tiêu nước?
    Cần kết hợp giải pháp công trình và phi công trình, đồng thời duy trì công tác bảo trì, quản lý hiệu quả, huy động sự tham gia của cộng đồng và chính quyền địa phương.

  5. Nghiên cứu có áp dụng mô hình nào để dự báo và tính toán không?
    Có, nghiên cứu sử dụng mô hình MIKE 11 và các mô hình thủy lực, thủy văn để tính toán cân bằng nước, nhu cầu tiêu nước và dự báo tác động của BĐKH đến hệ thống tiêu thoát nước.

Kết luận

  • Biến đổi khí hậu làm tăng lượng mưa và nhiệt độ, gây áp lực lớn lên hệ thống tiêu thoát nước huyện Gia Bình.
  • Hiện trạng hệ thống thủy lợi xuống cấp, diện tích tiêu tự chảy giảm hiệu quả, cần chuyển sang tiêu động lực chủ động.
  • Phân vùng tiêu hợp lý thành 3 khu chính giúp tối ưu hóa quản lý và đầu tư công trình tiêu nước.
  • Đề xuất các giải pháp công trình và phi công trình đồng bộ nhằm nâng cao hiệu quả tiêu thoát nước, giảm thiểu ngập úng.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho chính quyền và các bên liên quan trong việc phát triển bền vững kinh tế - xã hội huyện Gia Bình trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

Hành động tiếp theo: Triển khai các giải pháp nâng cấp hệ thống trạm bơm, cải tạo kênh mương, đồng thời tăng cường quản lý và tuyên truyền cộng đồng để đảm bảo hiệu quả lâu dài. Đề nghị các cơ quan chức năng phối hợp thực hiện kế hoạch trong vòng 5 năm tới nhằm thích ứng với biến đổi khí hậu và phát triển bền vững.