Chương I: Nghiên cứu tổng quan về BĐKH và tác động của BĐKH đến công trình hồ chứa. Chương này trình bày những nghiên cứu về BĐKH ở trên thế giới, các biểu hiện của BĐKH ở Việt Nam, các nghiên cứu về BĐKH cho Việt Nam, kịch bản về BĐKH ở Việt Nam và một số nghiên cứu về tác động của BĐKH đến tài nguyên nước và công trình hồ chứa. Chương II: Phương pháp nghiên cứu và giới thiệu tóm tắt các công trình hồ chứa nghiên cứu. Chương này giới thiệu hướng tiếp cận nghiên cứu và giới thiệu các mô hình sử dụng trong nghiên cứu của luận văn, đồng thời tóm tắt giới thiệu các công trình hồ chứa nghiên cứu bao gồm hồ Lách Bưởi, Nghệ An, hồ Vực Tròn, Quảng Trị, và hồ Cam Ranh, Khánh Hòa thuộc 3 khu vực Bắc, Trung Trung Bộ và Nam Trung Bộ của Việt Nam.
3 Chương III: Đánh giá tác động của BĐKH đến nhu cầu sử dụng nước của cây trồng. Chương này trình bày kết quả áp dụng mô hình CropWat tính toán những tác động của BĐKH đến một số loại cây trồng đặc trưng ở 3 tỉnh Nghệ An, Quảng Bình và Khánh Hòa. Từ đó tính toán nhu cầu sử dụng nước của 3 hồ nghiên cứu nói trên. Chương IV: Nghiên cứu đánh giá tác động của BĐKH đến các hồ chứa nghiên cứu.
Chương này trình bày kết quả đánh giá tác động của BĐKH đến dòng chảy đến hồ từ đó tính toán điều tiết để xác định sự thay đổi dung tích hiệu dụng của các hồ nghiên cứu trong trường hợp bình thường và khi xét đến tác động của BĐKH để đánh giá hiệu quả của hồ chứa so với thiết kế đặt ra dưới tác động của BĐKH. TỔNG QUAN VỀ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA BĐKH ĐẾN CÔNG TRÌNH HỒ CHỨA 1. Tổng quan về biến đổi khí hậu (BĐKH) 1. Quan niệm về BĐKH Biến đổi khí hậu: là sự biến đổi trạng thái của khí hậu so với trung bình và/hoặc dao động của khí hậu duy trì trong một khoảng thời gian dài, thường là vài thập kỷ hoặc dài hơn.
Biến đổi khí hậu có thể là do các quá trình tự nhiên bên trong hoặc các tác động bên ngoài, hoặc do hoạt động của con người làm thay đổi thành phần của khí quyển hay trong khai thác sử dụng đất. (CTMTQG về Ứng phó với BĐKH) Biến đổi khí hậu: là sự biến đổi của trạng thái khí hậu do các hoạt động trực tiếp hay gián tiếp của con người gây ra sự thay đổi thành phần của khí quyển toàn cầu và nó được thêm vào sự biến đổi khí hậu tự nhiên quan sát được trong các thời kỳ có thể so sánh được. (Công ước khung của Liên hợp quốc về BĐKH) Biến đổi khí hậu: đề cập đến sự thay đổi về trạng thái của khí hậu mà có thể xác định được (ví dụ như sử dụng các phương pháp thống kê) diễn ra trong một thời kỳ dài, thường là một thập kỷ hoặc lâu hơn. Biến đổi khí hậu đề cập đến bất cứ biến đổi nào theo thời gian, có hay không theo sự biến đổi của tự nhiên do hệ quả các hoạt động của con người.
Các nguyên nhân chính gây ra BĐKH Nguyên nhân của sự BĐKH hiện nay, tiêu biểu là sự nóng lên toàn cầu đã được khẳng định là do hoạt động của con người. Kể từ thời kỳ tiền công nghiệp (khoảng từ năm 1750), con người đã sử dụng ngày càng nhiều năng lượng, chủ yếu từ các nguồn nhiên liệu hóa thạch (than, dầu, khí đốt), qua đó đã thải vào khí quyển ngày càng tăng các chất khí gây hiệu ứng nhà kính, làm tăng hiệu ứng nhà kính của khí quyển, dẫn đến tăng nhiệt độ của trái đất. Những số liệu về hàm lượng khí CO 2 trong khí quyển được xác định từ các lõi băng được khoan ở Greenland và Nam cực cho thấy, trong suốt chu kỳ băng hà và tan băng (khoảng 18.000 năm trước), hàm lượng khí CO 2 trong khí quyển chỉ 5 khoảng 180 -200ppm (phần triệu), nghĩa là chỉ bằng khoảng 70% so với thời kỳ tiền công nghiệp (280ppm).800, hàm lượng khí CO 2 bắt đầu tăng lên, vượt con số 300ppm và đạt 379ppm vào năm 2005, nghĩa là tăng khoảng 31% so với thời kỳ tiền công nghiệp, vượt xa mức khí CO 2 tự nhiên trong khoảng 650 nghìn năm qua. Hàm lượng các khí nhà kính khác như khí mêtan (CH4 ), ôxit nitơ (N2 O) cũng tăng lần lượt từ 715ppb (phần tỷ) và 270ppb trong thời kỳ tiền công nghiệp lên 1774ppb (151%) và 319ppb (17%) vào năm 2005.
Riêng các chất khí chlorofluoro carbon (CFCs) vừa là khí nhà kính với tiềm năng làm nóng lên toàn cầu lớn gấp nhiều lần khí CO2 , vừa là chất phá hủy tầng ôzôn bình lưu, chỉ mới có trong khí quyển do con người sản xuất ra kể từ khi công nghiệp làm lạnh, hóa mỹ phẩm phát triển. Đánh giá khoa học của Ban liên chính phủ về BĐKH (IPCC) cho thấy, việc tiêu thụ năng lượng do đốt nhiên liệu hóa thạch trong các ngành sản xuất năng lượng, công nghiệp, giao thông vận tải, xây dựng… đóng góp khoảng một nửa (46%) vào sự nóng lên toàn cầu, phá rừng nhiệt đới đóng góp khoảng 18%, sản xuất nông nghiệp khoảng 9% các ngành sản xuất hóa chất (CFC, HCFC) khoảng 24%, còn lại (3%) là từ các hoạt động khác. Từ năm 1840 đến 2004, tổng lượng phát thải khí CO 2 của các nước giàu chiếm tới 70% tổng lượng phát thải khí CO 2 toàn cầu, trong đó ở Hoa Kỳ và Anh trung bình mỗi người dân phát thải 1.100 tấn, gấp khoảng 17 lần ở Trung Quốc và 48 lần ở Ấn Độ. Riêng năm 2004, lượng phát thải khí CO 2 của Hoa Kỳ là 6 tỷ tấn, bằng khoảng 20% tổng lượng phát thải khí CO 2 toàn cầu.
Trung Quốc là nước phát thải lớn thứ 2 với 5 tỷ tấn CO 2 , tiếp theo là Liên bang Nga 1,5 tỷ tấn, Ấn Độ 1,3 tỷ tấn, Nhật Bản 1,2 tỷ tấn, CHLB Đức 800 triệu tấn, Canada 600 triệu tấn, Vương quốc Anh 580 triệu tấn. Các nước đang phát triển phát thải tổng cộng 12 tỷ tấn CO 2 , chiếm 42% tổng lượng phát thải toàn cầu so với 7 tỷ tấn năm 1990 (29% tổng lượng phát thải toàn cầu), cho thấy tốc độ phát thải khí CO 2 của các nước này tăng khá nhanh trong khoảng 15 năm qua. Một số nước phát triển dựa vào đó để yêu cầu các nước đang phát triển cũng phải cam kết theo Công ước Biến đổi khí hậu. 6 Năm 1990, Việt Nam phát thải 21,4 triệu tấn CO 2 (không kể các khí nhà kính khác).
Năm 2004, phát thải 98,6 triệu tấn CO 2 , tăng gần 5 lần, bình quân đầu người 1,2 tấn một năm (trung bình của thế giới là 4,5 tấn/năm, Singapo 12,4 tấn, Malaixia 7,5 tấn, Thái Lan 4,2 tấn, Trung Quốc 3,8 tấn, Inđônêxia 1,7 tấn, Philippin 1,0 tấn, Myanma 0,2 tấn, Lào 0,2 tấn. Như vậy, phát thải các khí CO 2 của Việt Nam tăng khá nhanh trong 15 năm qua, song vẫn ở mức rất thấp so với trung bình toàn cầu và nhiều nước trong khu vực. Dự tính tổng lượng phát thải các khí nhà kính của nước ta sẽ đạt 233,3 triệu tấn CO 2 tương đương vào năm 2020, tăng 93% so với năm 1998. Tuy nhiên, điều đáng lưu ý là trong khi các nước giàu chỉ chiếm 15% dân số thế giới, nhưng tổng lượng phát thải của họ chiếm tới 45% tổng lượng phát thải toàn cầu; các nước Châu Phi và cận Sahara với 11% dân số thế giới chỉ phát thải 2%, và các nước kém phát triển với 1/3 dân số thế giới chỉ phát thải 7% tổng lượng phát thải toàn cầu.
Trong thành phần của khí quyển trái đất, khí nitơ chiếm tới 78% khối lượng khí quyển, khí oxy chiếm 21%, còn lại khoảng 1% là các khí khác như acgon, đioxit cacbon, mêtan, ôxit nitơ, nêôn, hêli, hydro, ôzôn. Tuy chỉ chiếm một tỷ lệ rất nhỏ, các khí vết này, đặc biệt là khí điôxit cacbon, mêtan, ôxit nitơ và CFCs, một loại khí chỉ mới có trong khí quyển từ khi công nghệ làm lạnh phát triển, là những khí có vai trò rất quan trọng đối với sự sống trên trái đất. Trước hết, đó là vì các chất khí nói trên có khả năng hấp thụ bức xạ hồng ngoại do mặt đất phát ra, sau đó, một phần lượng bức xạ này lại được các chất khí đó phát xạ trở lại mặt đất, qua đó hạn chế lượng bức xạ hồng ngoại của mặt đất thoát ra ngoài khoảng không vũ trụ và giữ cho mặt đất khỏi bị lạnh đi quá nhiều, nhất là về ban đêm khi không có bức xạ mặt trời chiếu tới mặt đất. Các chất khí nói trên, trừ CFCs, đã tồn tại từ lâu trong khí quyển và được gọi là các khí nhà kính tự nhiên.
Nếu không có các chất khí nhà kính tự nhiên, trái đất của chúng ta sẽ lạnh hơn hiện nay khoảng 330C, tức là nhiệt độ trung bình trái đất sẽ khoảng 180C. Hiệu ứng giữ cho bề mặt trái đất ấm hơn so với trường hợp không có 7 các khí nhà kính được gọi là “Hiệu ứng nhà kính”. Ngoài ra, khí ôzôn tập trung thành một lớp mỏng trên tầng bình lưu của khí quyển có tác dụng hấp thụ các bức xạ tử ngoại từ mặt trời chiếu tới trái đất và qua đó bảo vệ sự sống trên trái đất. Kể từ thời kỳ tiền công nghiệp về trước, ít nhất khoảng 10.000 năm, nồng độ các chất khí nhà kính rất ít thay đổi, trong đó khí CO 2 chưa bao giờ vượt quá 300ppm.
Chỉ riêng lượng phát thải khí CO 2 do sử dụng nhiên liệu hóa thạch đã tăng hàng năm trung bình tỷ lệ từ 6,4 tỷ tấn cacbon (xấp xỉ 23,5 tỷ tấn CO 2 ) trong những năm 1990 lên đến 7,2 tỷ tấn cacbon (xấp xỉ 45,9 tỷ tấn CO 2 ) mỗi năm trong thời kỳ từ 2000 – 2005. Sự tăng lên của các khí nhà kính dẫn đến gia tăng hiệu ứng nhà kính của lớp khí quyển đã tạo ra một lượng bức xạ cưỡng bức với độ lớn trung bình là 2,3 W/m2, làm cho trái đất nóng lên.